Infecties met deze aandoening lijken normaal bij de geboorte, maar ontwikkelen meestal tekenen en symptomen tijdens het eerste levensjaar of in de vroege kinderjaren. De karakteristieke kenmerken van deze aandoening, die kan variëren van mild tot levensbedreigend, zijn onder meer voedingsproblemen, terugkerende episoden van braken en diarree, overmatige vermoeidheid (lethargie) en een zwakke spiertonus (hypotonie). Indien onbehandeld, kan deze aandoening leiden tot vertraagde ontwikkeling, toevallen en coma. Vroege opsporing en levenslange behandeling (het volgen van een eiwitarm dieet en het gebruik van de juiste supplementen) kan veel van deze complicaties voorkomen. In sommige gevallen ervaren mensen met genmutaties die 3-methylcrotonyl-CoA carboxylase deficiëntie veroorzaken nooit enige tekenen of symptomen van de aandoening.
De karakteristieke kenmerken van deze aandoening lijken op die van het Reye-syndroom, een ernstige aandoening die zich ontwikkelt bij kinderen terwijl ze lijken te herstellen van virale infecties, zoals waterpokken of griep. De meeste gevallen van het syndroom van Reye worden in verband gebracht met het gebruik van aspirine tijdens deze virale infecties.