Гематологические: лейкопения или инфекции, тромбоцитопения.
Со стороны ЖКТ: тошнота, рвота, боли в животе, диарея.
Со стороны нервной системы: парестезии, нарушения вкуса, сознания.
Со стороны мочевыделительной системы: повышение концентрации мочевины в крови.
Дерматологические: флебит (в месте инъекции).
Гиперчувствительность: кожный зуд, высыпания, лихорадка.
Со стороны репродуктивной системы: супрессия гонад (азооспермия, аменорея), которая может быть необратимой; частота и выраженность повышаются при комбинации с алкилирующими агентами.
Канцерогенность (мутагенность): исследования канцерогенности фотемустина не проводились, но вторичные злокачественные опухоли - потенциальный отсроченный побочный эффект многих противоопухолевых препаратов. Неясно, связано ли это с их мутагенным или иммуносупрессивным действием. Неизвестно влияние дозы и длительности лечения, но предполагается повышение риска при длительном применении. При длительном лечении производными нитрозомочевины описано развитие вторичных злокачественных опухолей (острой лейкемии) и дисплазий костного мозга.
Прочие: транзиторное повышение активности трансаминаз, щелочной фосфатазы и концентрации билирубина в крови.