丙硫氧嘧啶治疗甲亢的严重不良反应，主要是导致患者出现粒细胞缺乏、肝功能损害，还可以导致ANCA相关性血管炎，这些都会导致患者出现严重的不良后果。在粒细胞缺乏时，患者容易合并重症感染，严重的时候可以导致患者出现败血症，而且这种感染会导致患者有致命的风险，另外甲亢患者在感染的时候，容易处于甲亢危象状态，严重危及患者的生命安全。
丙硫氧嘧啶还可以导致严重的肝功能损害，严重的时候可以导致重型肝炎。丙硫氧嘧啶随着应用时间的延长，还会导致药物相关性的ANCA阳性的血管炎，可以使全身各个系统受到损害，所以在使用丙硫氧嘧啶治疗甲亢的过程中，一定要加强监测血常规、肝功能以及ANCA等，同时也要定期去监测患者的甲状腺功能。