青霉素引起的各種過敏反應皆可發生于甲氧西林。靜脈注射甲氧西林偶可產生發熱、惡心、嘔吐和血清轉氨酶升高，肝活檢顯示非特異性肝炎；停藥后癥狀消失，可能屬過敏反應。靜脈注射大劑量甲氧西林（每日達18g）可引起抽搐等神經毒性反應，此反應尤易見于腎功能減退病人。
偶見有中性粒細胞減少癥或粒細胞缺乏癥，急性間質性腎炎伴腎功能衰竭也有報告，嬰兒應用大劑量苯唑青霉素后有發生血尿、蛋白尿和尿毒癥者。甲氧西林毒性極微，臨床應用發生反應者較少。口服給藥時約15%病人出現胃腸道反應，以輕度中上腹不適、腹脹、食欲減退等為多見。
個別病人也可出現惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉等。有時可出現中性細胞減少，但多伴有白細胞減少。有的病人出現肌肉緊張、抽搐、神志不清、頭痛、心悸、血清ALT升高、藥疹、藥熱，偶可發生白色念珠菌繼發感染，一般較輕，不致影響治療，對特異質者，可致出血傾向，個別人氨基轉移酶升高。
肌內注射后，少數病人主訴局部疼痛，且有出現局部硬結者。靜脈給藥如用量大于10.g/日，最好分兩次靜滴，濃度不宜過高，速度宜慢。偶見肝炎及膽汁郁滯之病例。大劑量可有神經系統反應，如神志不清，抽搐，驚厥。