1．骨髓抑制為最常見的毒性，白細胞往往在給藥后10～14天最低，多在第21天恢復正常，血小板減少比其他烷化劑少見；常見的副反應還有惡心、嘔吐。嚴重程度與劑量有關。
2．環磷酰胺的代謝產物可產生嚴重的出血性膀胱炎，大量補充液體可避免。本品也可致膀胱纖維化。
3．當大劑量環磷酰胺(按體重50mg/kg)與大量液體同時給予時，可產生水中毒，可同時給予呋塞米以防止。
4．環磷酰胺可引起生殖系統毒性，如停經或精子缺乏，妊娠初期給藥可致畸胎。
5．長期給予環磷酰胺可產生繼發性腫瘤。
6．用于白血病或淋巴瘤治療時，易發生高尿酸血癥及尿酸性腎病。
7．少見的副作用有發熱、過敏、皮膚及指甲色素沉著、粘膜潰瘍、谷丙轉氨酶升高、蕁麻疹、口咽部感覺異常或視力模糊。