西尼罗河热潜伏期为1~6天，部分为20天。临床表现为发热型和脑炎型。两种类型都突然发病，体温骤升至40℃。有些病人伴有寒战。
1、发热型
患者突然发烧，多表现为双波热。患者有头痛、眼痛、全身肌肉酸痛，可伴有咽炎、恶心、呕吐、腹痛、腹泻、食欲不振等胃肠道症状。高烧会导致面部潮红和结膜充血。腋窝和腹股沟淋巴结肿大，无明显压痛。大约有一半的病人有皮疹。皮疹发生在发烧期或发烧期末。患者颈部、背部、躯干和四肢出现浅红色玫瑰疹或丘疹。皮疹持续约1周，可自行消退。轻度病例只有类似的感冒过程，全身反应较轻。该病表现为自限性，80％的患者在3~6天内自愈。
2、脑炎型
少数患者，特别是老年人、一些儿童和青少年，感染后可引起脑炎和脑膜炎。此时，体温急剧上升，并继续下降。患者有严重的头痛、恶心、呕吐、嗜睡，然后神志不清，颈部直立，异常的神经反射，如四肢颤抖、痉挛、抽搐、昏迷、呼吸困难，直到呼吸循环衰竭。
