慢性呼吸衰竭的临床表现包括原发疾病原有的临床表现和缺氧，二氧化碳潴留所致的各脏器损害。缺氧和二氧化碳潴留对机体的危害不仅取于缺氧和二氧化碳潴留的程度，更取决于缺氧和二氧化碳潴留发生的速度和持续时间，因此当慢性呼吸衰竭急性加剧时，因缺氧和二氧化碳潴留急剧发生，所以临床表现往往尤为严重。下面将缺氧和二氧化碳潴留所引起的临床表现加以综合阐述。
1.呼吸功能紊乱：缺氧和二氧化碳潴留均可影响呼吸功能，呼吸困难和呼吸频率增快往往是临床上最早出现的重要症状，表现为呼吸费力，伴有呼吸频率加快，呼吸表浅，鼻翼扇动，辅助肌参与呼吸活动，特别是COPD（慢阻肺）患者存在气道阻塞。呼吸泵衰竭的因素使呼吸困难更为明显，有时也可出现呼吸节律紊乱，表现为潮式呼吸、叹息样呼吸等，主要见于呼吸中枢受抑制时，呼吸衰竭并不一定有呼吸困难，严重时也出现呼吸抑制。
2.发绀：发绀是一项可靠的低氧血症的体征，但不够敏感，以往认为血还原血红蛋白超过50g/L就有发绀的观点已被否定，实际上当血氧张力为50mmHg，血氧饱和度为80％时，即可出现发绀，舌色发绀较口唇，甲床显现得更早一些，更明显。发绀主要取决于缺氧的程度，也受血红蛋白量、皮肤色素及心功能状态的影响。
3.神经精神症状：轻度缺氧可有注意力不集中、定向障碍。严重缺氧者特别是伴有二氧化碳潴留时，可出现头痛、兴奋、抑制、嗜睡、抽搐、意识丧失甚至昏迷等。慢性胸肺疾患引起的呼吸衰竭急性加剧，低氧血症和二氧化碳潴留发生迅速，因此可出现明显的神经精神症状。此时，可称为肺性脑病。
4.心血管功能障碍：严重的二氧化碳潴留和缺氧可引起心悸、球结膜充血水肿、心律失常、肺动脉高压、右心衰竭、低血压等。
5.消化系统症状：溃疡病症状、上消化道出血、肝功能异常与二氧化碳潴留、严重低氧有关。
6.肾脏并发症：可出现肾功能不全，但多见为功能性肾功能不全，严重二氧化碳潴留，缺氧晚期可出现肾功能衰竭。
7.酸碱失衡和电解质紊乱：呼吸衰竭时常因缺氧和(或)二氧化碳潴留，以及临床上应用糖皮质激素、利尿剂和食欲不振等因素存在可并发酸碱失衡和电解质紊乱。