鐮刀型細胞貧血症的症狀體現爲：鐮刀型貧血症的家族病史、疲勞、呼吸困難、咳嗽、心跳速率快速、生長及青春期遲緩、容易受感染、下肢潰瘍（發生於青少年及成人時期）、黃疸、骨骼疼痛、下腹部疼痛、虛弱、關節疼痛、發燒、嘔吐。
此外，還有一些症狀與這個疾病有關聯：血色尿液（血尿症 hematuria）、排尿次數頻繁且尿量也多、容易口渴、無法自制的疼痛性勃起（陰莖持續勃起症 priapism；大約10-40%此疾病男性患者會發生）、胸部疼痛、弱視或眼盲、生育能力不高。
一般來說，鐮刀型細胞貧血症患者出生半年後，症狀和體徵就會逐漸出現。由於早年發病的人多有生長和發育不良，一般狀況較差，容易發生感染尤其是肺炎球菌性感染，這與勞累、脾功能受損有關有貧血、黃疸和肝、脾大，心、肺功能常受損，可發生充血性心力衰竭。
腎臟受累可表現爲等滲尿血尿、多尿，部分患者發展爲腎病綜合徵、腎功能衰竭。骨質疏鬆，導致脊柱變形呈雙凹形或魚嘴形股骨頭無菌性壞死，而另一方面骨骼梗死又可導致骨小樑增加和骨質硬化。眼部症狀由視網膜梗死、眼底出血、視網膜脫離等病變引起。神經系統表現有腦血栓形成、蛛網膜下隙出血。男性患者可有性功能不全。下肢皮膚慢性潰瘍是常見的體徵。
據瞭解，鐮刀型貧血症的發生率爲8/100000，但是在某些人種中卻有較高的發生率，比如說非洲裔的美國人發生率爲1/600以及西班牙裔的美國人爲1/1000-1400。這個疾病具有遺傳性，所以在出生時就已經存在了，病症大約在出生後4個月就會開始出現。不過，在非洲大陸研究發現，具有鐮刀形細胞特徵的人比具正常性徵的人更不容易罹患瘧疾（malaria）。
