Os bebés que sofrem de doença hemolítica neonatal terão vários sintomas, manifestados principalmente da seguinte forma: em primeiro lugar, icterícia. A bilirrubina que provém da decomposição dos glóbulos vermelhos é de cor amarela e pode ser distribuída por todo o corpo, fazendo com que os tecidos do corpo fiquem amarelos. Como a pele e a esclera estão localizadas na superfície do corpo, o amarelecimento é mais óbvio, também conhecido como icterícia. A maioria dos recém-nascidos mostrará sinais de icterícia após o nascimento, mas quando a icterícia aparece demasiado cedo, progride demasiado depressa ou tem níveis elevados de bilirrubina no sangue, cuidado com o desenvolvimento de doença hemolítica. A icterícia nos bebés com hemólise aparece frequentemente nas 24 horas seguintes ao nascimento ou no segundo dia. O segundo sintoma comum é a anemia. Devido à destruição dos glóbulos vermelhos, as crianças com hemólise terão anemia ligeira a grave. Em terceiro lugar, o fígado e o baço são aumentados. Na anemia grave há edema e hepatoesplenomegalia marcada no feto. Em quarto lugar, a encefalopatia de bilirrubina. Quando os níveis de bilirrubina no sangue são demasiado elevados, podem danificar células cerebrais e causar encefalopatia de bilirrubina. Esta é a comorbidade mais grave da doença hemolítica e ocorre geralmente 2-7 dias após o parto e manifesta-se como aumento da icterícia. A criança desenvolve sintomas neurológicos tais como letargia, dificuldades de alimentação, visão dupla e convulsões. Quinto, a febre. A febre pode ser uma reacção do corpo após hemólise pediátrica ou um historial de encefalopatia de bilirrubina mais grave; a febre pode não ser necessariamente elevada, mas se ocorrer como resultado desta última, indica uma condição mais grave.