Al ser proteínas heterólogas pueden producir anafilaxia, por lo que es obligado realizar antes de su administración un test cutáneo de hipersensibilidad.
Pueden producir fiebre, escalofríos, diarrea, rash cutáneo, prurito, hipotensión, hemólisis, leucopenia y plaquetopenia, por lo que se administra tras una premedicación con corticosteroides, antihistamínicos y antipiréticos. Su administración provoca la síntesis de anticuerpos frente a estos anticuerpos heterólogos y favorece la aparición de enfermedad del suero, que cursa con fiebre, poliartralgia, poliartritis (se afecta la articulación temporomandibular), rash cutáneo, poliadenopatía y, en ocasiones, glomerulonefritis por inmunocomplejos circulantes, requiriendo la supresión del tratamiento y aumentar las dosis de corticosteroides. La utilización de sueros policlonales antilinfocitarios aumenta el riesgo de infección por citomegalovirus, de síndrome linfoproliferativo en relación con el VEB (virus de Epstein-Barr), así como de linfomas no Hodgkin.