Tác dụng phụ nghiêm trọng của melarsoprol bao gồm các phản ứng của hệ thần kinh, viêm da tróc da, độc tính tim mạch (cao huyết áp, loạn nhịp tim, suy tim) và tăng đường huyết, độc tính thận của các chất arsenic.