Objawy demielinizacji różnią się w zależności od tego, co ją powoduje. Osoby z chorobami, które powodują pogorszenie mieliny w czasie, mogą początkowo mieć łagodne objawy, które pogarszają się wraz z postępem choroby. Osoby z demielinizacją spowodowaną urazem lub przejściową chorobą mogą cierpieć na ostre objawy, które ustępują wraz z gojeniem się organizmu. Demielinizacja może powodować problemy z widzeniem, ruchem i zdolnościami poznawczymi, które mogą się znacznie różnić w zależności od pacjenta.
Jedną z możliwych przyczyn demielinizacji jest obrzęk nerwu wzrokowego, zwany zapaleniem nerwu wzrokowego. U pacjentów z tym schorzeniem objawy demielinizacji mogą obejmować nagłą utratę wzroku, która zwykle dotyczy tylko jednego oka. W lżejszych przypadkach pacjenci z obrzękiem nerwu wzrokowego mogą mieć zmniejszoną zdolność widzenia koloru lub trudności z koncentracją. Poruszanie chorym okiem może również powodować znaczny ból.
Różne choroby demielinizacyjne mogą również wpływać na rdzeń kręgowy. Objawy demielinizacji mogą wystąpić w ciągu kilku dni lub tygodni i mogą powodować poważne i nieodwracalne problemy. Na początku pacjenci mogą odczuwać dziwne odczucia, takie jak pieczenie, mrowienie lub drętwienie. Może również występować wrażliwość na dotyk, ciepło lub zimno oraz ból pleców lub ból promieniujący do kończyn. Część ciała dotknięta tymi odczuciami zależy od części rdzenia kręgowego, która przeszła demielinizację.
W miarę postępu chorób demielinizacyjnych rdzenia kręgowego pacjenci mogą doświadczać utraty koordynacji lub kontroli motorycznej. Czasami może wystąpić częściowy lub całkowity paraliż, który może być trwały. Inne objawy demielinizacji kręgosłupa mogą obejmować utratę kontroli nad jelitami lub pęcherzem.
Pacjenci z demielinizacją w mózgu, w tym ze stwardnieniem rozsianym (MS), mogą doświadczać innego zestawu objawów. Często występują problemy z mięśniami, takie jak utrata koordynacji lub równowagi, podobnie jak niekontrolowane ruchy kończyn i mięśni twarzy. Pacjentom z tymi schorzeniami może być trudno mówić wyraźnie lub przełykać, jeśli demielinizacja dotyczy części mózgu odpowiedzialnej za ośrodki mowy lub mięśnie jamy ustnej. Nerw wzrokowy może również być dotknięty tymi stanami, powodując te same objawy demielinizacji, które dotyczą tylko tego nerwu.
Problemy poznawcze mogą być również objawami demielinizacji. Pacjenci mogą mieć trudności z zapamiętywaniem, jasnym myśleniem lub rozwiązywaniem problemów. Mogą mieć problemy z uszami, w tym utratę słuchu i zawroty głowy. Innym powszechnym objawem utraty mieliny jest depresja.