Quando os doentes tomam propiltiouracil podem sofrer os seguintes efeitos secundários, mais comummente uma erupção cutânea ou comichão, alguns dos quais podem evoluir para dermatite esfoliante, e podem causar reacções adversas hematológicas, principalmente granulocitopenia leve, raramente granulocitose grave, trombocitopenia, trombospondinopenia ou redução do factor de coagulação VII, e também anemia aplástica. Outros efeitos adversos possíveis incluem a perda do sabor, náuseas, vómitos, desconforto abdominal superior, artralgia, tonturas, dores de cabeça, vasculite, síndrome do lúpus eritematoso. Os efeitos adversos raros incluem a hepatite, que pode evoluir para icterícia e durar até 10 semanas após a interrupção da droga, e pneumonia intersticial com tosse e falta de ar, e possivelmente nefrite e vasculite envolvendo os rins. É importante verificar regularmente o funcionamento do sangue e do fígado durante a administração do fármaco.