鐮刀型細胞貧血癥的癥狀體現為：鐮刀型貧血癥的家族病史、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（發生于青少年及成人時期）、黃疸、骨骼疼痛、下腹部疼痛、虛弱、關節疼痛、發燒、嘔吐。

此外，還有一些癥狀與這個疾病有關聯：血色尿液（血尿癥 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（陰莖持續勃起癥 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，鐮刀型細胞貧血癥患者出生半年后，癥狀和體征就會逐漸出現。由于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。

腎臟受累可表現為等滲尿血尿、多尿，部分患者發展為腎病綜合征、腎功能衰竭。骨質疏松，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梁增加和骨質硬化。眼部癥狀由視網膜梗死、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征。

據了解，鐮刀型貧血癥的發生率為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為1/600以及西班牙裔的美國人為1/1000-1400。這個疾病具有遺傳性，所以在出生時就已經存在了，病癥大約在出生后4個月就會開始出現。不過，在非洲大陸研究發現，具有鐮刀形細胞特征的人比具正常性征的人更不容易罹患瘧疾（malaria）。