当患者血中碳氧血红蛋白浓度高于50%时，患者呈深昏迷状态，各种反射消失。部分患者表现为去大脑皮质状态，也就是睁眼昏迷。患者体温升高，呼吸频率加快，严重时会出现呼吸衰竭，脉搏快而弱，血压下降。如果空气中一氧化碳浓度很高，患者可在几次深呼吸后，立即突然发生昏迷、惊厥、呼吸困难以致呼吸麻痹，称为闪电样中毒。重度中毒，常出现以下并发症：一、出现吸入性肺炎和肺水肿。二、患者出现心肌损害，心律失常，偶尔可以发生心肌梗死。三、皮肤出现水泡，多见于昏迷时肢体受压迫的部位，由于该部位肌肉血液供给受阻而导致压迫性肌肉坏死。四、出现急性肾衰竭，急性肾衰竭是由于坏死肌肉释放的肌球蛋白，而引起急性肾小管坏死。五、脑局灶损害患者，出现锥体系和锥体外系的损害。六、患者出现上消化道出血，表现为呕血或者黑便。