肌內注射氯霉素混懸液可能會引發一系列不良反應，主要包括：
血液系統影響，如粒細胞和血小板減少，以及再生障礙性貧血；
皮疹、藥物熱、血管神經性水腫等偶發癥狀；
更少見的反應包括剝脫性皮炎、溶血性貧血、鐵粒幼細胞貧血、球后視神經炎、循環呼吸驟停、速發性過敏反應及心肌損害等。
特別地，溶血性貧血通常在用藥后數小時至2～3天內發生，表現為發熱、褐色尿、黃染的鞏膜和皮膚、脾大等癥狀。長期使用氯霉素還可能導致視神經炎和共濟失調，以及由于菌群失調而引起的維生素缺乏和二重感染等。
此外，消化道反應也可能出現，如惡心、嘔吐、食欲缺乏、舌炎和口腔炎等。