Pode ocorrer uma manifestação tóxica, a síndrome cinzenta, caracterizada por distensão abdominal, vômitos, coloração cinzenta da pele, hipotermia, palidez cianótica progressiva, respiração irregular e choque seguido de morte (em crianças prematuras e outros recém-nascidos que recebem altas doses de cloranfenicol), devido à reduzida capacidade de glicuronização e filtração glomerular, o que leva ao acúmulo da droga no organismo. Apesar de não ter sido descrito nenhum caso de síndrome cinzenta com o uso do tianfenicol, aconselha-se a não administrar o produto nesses casos. É raro um grau de depressão medular totalmente reversível, relacionada à dose administrada. Não foi descrito outro tipo de depressão medular grave relacionado à suscetibilidade individual com o tianfenicol. Podem ocorrer distúrbios gastrintestinais, tais como diarréia e, mais raramente, pirose, náusea e vômito. São esporádicas reações cutâneo-mucosas ou distúrbios tais como anorexia e cefaléia.