I bambini con questo disturbo appaiono normali alla nascita, ma di solito sviluppano segni e sintomi durante il primo anno di vita o nella prima infanzia. I tratti caratteristici di questa condizione, che può variare da lieve a pericolosa per la vita, includono difficoltà di alimentazione, episodi ricorrenti di vomito e diarrea, eccessiva stanchezza (letargia) e tono muscolare debole (ipotonia). Se non trattato, questo disturbo può portare a uno sviluppo ritardato, a convulsioni e al coma. La diagnosi precoce e la gestione per tutta la vita (seguendo una dieta a basso contenuto proteico e utilizzando integratori appropriati) possono prevenire molte di queste complicazioni. In alcuni casi, le persone con mutazioni genetiche che causano il deficit di 3-metilcrotonil-CoA carbossilasi non sperimentano mai alcun segno o sintomo del disturbo.
I tratti caratteristici di questa condizione sono simili a quelli della sindrome di Reye, un grave disturbo che si sviluppa nei bambini mentre sembrano riprendersi da infezioni virali come la varicella o l’influenza. La maggior parte dei casi di sindrome di Reye sono associati all’uso di aspirina durante queste infezioni virali.