Na verdadeira puberdade precoce, as características sexuais secundárias tanto dos rapazes como das raparigas aparecem antes da idade normal da puberdade (mais cedo do que 8 anos para as raparigas e 9 anos para os rapazes), mas o processo é semelhante ao do desenvolvimento normal. As manifestações clínicas são, em primeiro lugar, o desenvolvimento dos seios nas raparigas, com a formação de um núcleo e um bojo local num monte, e o aumento gradual dos mamilos e das aréolas. Na fase intermédia do desenvolvimento mamário, aparece a pigmentação da aréola e do mamilo. A taxa de crescimento é acelerada desde as fases iniciais do desenvolvimento mamário e o surto de crescimento é mais precoce, com um aumento significativo de gordura subcutânea. A maioria dos pêlos púbicos aparece no ano após o desenvolvimento do peito, enquanto os pêlos axilares aparecem ainda mais tarde, frequentemente após a menarca. Os órgãos genitais internos e externos são aumentados, há hiperpigmentação dos lábios minora e um corrimento vaginal branco. A idade da menarca é precoce e pode haver menstruação ovulatória. O processo de desenvolvimento acima descrito é contínuo e progressivo até se atingir a maturidade sexual e a fertilidade, embora a velocidade do processo varie de pessoa para pessoa. A verdadeira puberdade precoce em ambos os sexos resulta muitas vezes na cura prematura da epífise, o que pode afectar a altura adulta para toda a vida. Testículos aumentados são a primeira característica importante da puberdade precoce em rapazes, seguida do crescimento do pénis, aumento do escroto, aumento das pregas de pele escrotal, aumento da pigmentação, crescimento dos pêlos púbicos, aumento da erecção peniana, emissão seminal e mesmo crescimento do esperma. Características sexuais secundárias masculinas, tais como pêlos das axilas, barba, garganta e mudança de voz também aparecem numa ordem semelhante à das crianças adolescentes normais, com a excepção da idade óssea mais precoce. Nas fases intermédias do desenvolvimento testicular, a taxa de crescimento da criança acelera, mas o aumento da maturação óssea também leva à cicatrização prematura dos ossos. As crianças com verdadeira puberdade precoce, tanto masculina como feminina, têm a aparência física e sexual de crianças mais velhas com puberdade normal, mas o seu desenvolvimento intelectual ainda está ao mesmo nível da sua idade real.