「原發性肉毒堿缺乏癥」的初期常見癥狀之一是﹕「低酮體性低血糖的腦神經病變」，合并肝腫大、肝功能指數上昇及高血氨癥。
「心肌病變」是另一個常見的癥狀（常發生于較大兒童）。發病后會迅速進展成心衰竭。
「肌肉無力」是第三個常見癥狀，常易合并心衰竭或只單獨發生肌肉無力的情形。
肉毒堿缺乏也是造成「腸胃蠕動不良」的原因之一，會有反覆性的肚子痛及腹瀉。
「貧血」（hypochromic anemia）及反覆性感染也是常見的表現癥狀。
原發性肉毒堿缺乏癥 -身體臨床癥狀
中樞神經系統﹕若是發生「低酮體性低血糖」的腦神經病變，則病患在長時間的饑餓(fasting)下會有跛行、無反應性、及昏迷的情形。錐體性行為（pyramidal movement）或極小的指痙性行為（minimal athetoid movement）也會持續出現。另外也易有肝腫大的情形。
骨骼肌肉系統﹕當病患有肌病變時，會出現輕微的運動遲緩、肌張力低、漸進性的近端肢體無力。
實驗室檢查：
「原發性肉毒堿缺乏癥」是因在腎臟或肌肉的細胞質上的「肉毒堿運輸裝置」（carnitine transporter）缺陷造成的。導致由尿中大量流失肉毒堿，及細胞內的肉毒堿累積量減少。
當病童在急診室有出現嗜睡、抽痙、呼吸終止或任何意識不清的情形，要立刻檢查血糖或尿酮，測血氨、肝功能（ALT, AST, γ-GT）、電解質、尿酸、CK、乳酸及凝血功能
「原發性肉毒堿缺乏癥」患者大多會有血氨值中等程度的上升，尤其是當病童有表現出類似雷氏（Reye）癥候群時。
「原發性肉毒堿缺乏癥」患者大多有肝功能指數中等程度的上升。
電解值生化檢查會顯示出有「代謝性酸中毒」。
也會出現「高尿酸血癥」，因為在腎小管排出的肉毒堿競爭所造的。
「原發性肉毒堿缺乏癥」和脂肪酸氧化疾病患者皆會出現CK上升。
「呼吸鏈缺陷者」會出現乳酸上升。
凝血功能受到影響，造成prothrombin-time延長。
血液肉毒堿的濃度﹕在「原發性肉毒堿缺乏癥」患者，其血中肉毒堿的濃度會減少到少于正常值的5%，并并隨acyl-carnitine比例上的減少。但acylcarnitine/free carnitine的比值是正常的。大多數的脂肪酸氧化疾病也會伴隨血中肉毒堿濃度的降低。
尿液肉毒堿的濃度﹕在「原發性肉毒堿缺乏癥」患者，這是唯一正確有用的檢查。因為腎臟細胞減少肉毒堿的再回收，導致肉毒堿經由尿液大量的排出。
尿液有機酸檢查﹕在「原發性肉毒堿缺乏癥」患者，尿液有機酸分析通常是正常的。
禁食測試﹕此測試必須在醫師監督下執行。定期抽血測血糖、酮體、及游離脂肪酸。同時也需測acyl-carnitine。
尿液有機酸檢查﹕在「原發性肉毒堿缺乏癥」患者，尿液有機酸分析通常是正常的。
「肉毒堿運輸裝置」測定﹕此項檢查是專門針對「原發性肉毒堿缺乏癥患者」，測定其培養的纖維母細胞上「主動性肉毒堿運輸裝置」是否有缺乏。
分子生物學檢查﹕針對「原發性肉毒堿缺乏癥」患者，提供其「肉毒堿運輸裝置」缺陷的基因分析、及篩檢基因的突變。
影像檢查：
（1）X光檢查﹕顯示有心臟肥大。
（2）心臟超音波﹕顯示有心臟肥大及左心室壁的增厚。
其他檢查：
（1）心電圖﹕顯示有左心肥厚及T波上升。
病理組織切片：
皮膚切片可以作為確認診斷「原發性肉毒堿缺乏癥」。藉由顯示出在纖維母細胞中「肉毒堿運輸裝置」的減少來證實。