重度新生儿寒冷损伤综合征常发生休克及弥漫性血管内凝血(DIC)，还会并发其他脏器的衰竭，如呼吸衰竭、心力衰竭等。
1、肺出血
由于新生儿维生素K依赖因子缺乏，而患儿机体处于低氧血症、酸中毒状态，使血管抗性增加、通透性增强，血液外渗或血管破裂发生出血。患儿突然出现严重呼吸困难，两肺纫湿哆音，心率先快后慢。病情恶化时大量泡沫血性分泌物或鲜血从口鼻涌出。
2、弥漫性血管内凝血(DIC)
新生儿寒冷损伤综合征患儿机体处于低氧、酸中毒状态这是引起DIC的主要原因。临床可见注射的针孔处出血不止、脐残端出血、皮下出血、吐血、尿血。可由于肾血管内凝血出现少尿或无尿、酸中毒、高血钾、高尿素氮血症等肾功能衰竭的临床症状。肺血管内凝血则出现肺功能障碍，发生肺性脑病，表现为烦躁不安、谓妄、昏迷。其他脏器如心、脑均可由于血管内凝血而发生临床症状。
3、急性肾功能衰竭
新生儿期肾脏血流量较少，当出现心衰、出血等情况时，肾的血流灌注更少，同时缺氧，酸中毒可直接损伤肾脏使其功能受损。而出血、缺氧、酸中毒可直接损伤肾脏使其功能受权c而出血、缺氧、酸中毒是硬肿症的常见情况。急性肾功能衰竭可出现少尿或无尿(每小时每公斤体更少1ml为少尿，少于0.5ml为无尿)、酸中毒、高血钾、高尿素氮症等临床表现及实验室检查的改变。
4、心功能衰竭
新生儿心肌纤维发育不成熟，出生时从胎儿循环变成成人型循环，心脏负担骤然增加；新生儿寒冷损伤综合征时的酸中毒、缺氧使心肌受损、收缩障碍而发生心衰。心衰时心跳或快或慢，心音低钝，肝脾进行性增大。