A encefalopatia retardada refere-se a um período de pseudo-cura após dois meses de envenenamento por monóxido de carbono, em que o doente melhorou e está consciente, seguido de um início súbito de demência com sintomas psiquiátricos, tais como personalidade anormal, temperamento, irritabilidade, etc. Também podem ocorrer reacções extrapiramidais, tremores dos membros, aumento do tónus muscular, rostos mascarados. Em casos graves, o doente pode apresentar um estado descortical e ficar inconsciente. Se for efectuada uma ressonância magnética do crânio, esta pode revelar alterações desmielinizantes na substância branca, especialmente nos glóbulos pálidos, que são simetricamente de alto sinal e são típicos da encefalopatia de início tardio no envenenamento por monóxido de carbono.