维生素D主要的副作用是使过量服用带来的维生素D中毒，主要表现的是消化系统的症状，上腹部不舒服、恶心、呕吐甚至食欲不振，腹痛、腹泻甚至便秘，出现烦躁不安、嗜睡、昏迷，可以体温造成影响，出现发热甚至高热，也可以造成软组织的钙化。可以使骨骼脱钙增加，血中25羟维生素D的水平增高。由于血钙增高带来的渗透性利尿，明显的多尿、夜尿次数增多，会口渴甚至影响肾功能，造成肾功能损害，尿钙增高，出现蛋白尿，甚至高钙血症，出现高钙危象危及生命。
维生素D补充过量非常的少见，一般每天补充维生素D2000单位不会导致维生素D中毒。我们在维生素D使用过程当中，一定要认真地阅读说明书，看清剂型和品种，是普通的维生素D，还是是活性维生素D，是维生素D2还是维生素D3，以及所含维生素D的剂量。服用期间要注意补钙，但是要注意，如果是活性维生素D，往往起效比较快。如果和钙剂服用千万要注意监测血钙，同时看24小时尿钙的水平，防止维生素D过量引起的中毒。