1. Prodromális fázis: Ez a fázis a sugárzásnak való kitettség utáni első néhány órában következik be. A tünetek közé tartozik a hányinger, hányás, fejfájás, fáradtság és hasmenés.
2. Latens fázis: Ez a fázis néhány naptól több hétig tart. Ebben a fázisban a prodromális fázis tünetei eltűnnek, és a személy jobban érzi magát. A szervezetet azonban még mindig károsítja a sugárzás.
3. Manifest betegség fázisa: Ez a fázis akkor kezdődik, amikor a prodromális fázis tünetei visszatérnek és súlyosabbá válnak. Az akut sugárszindróma kritikus szakaszának is nevezik, mivel ebben a fázisban jelentkeznek a legsúlyosabb szövődmények. A tünetek közé tartozik a láz, hidegrázás, vérzés, szervi elégtelenség és hajhullás.
4. Lábadozó fázis: Ez a szakasz akkor kezdődik, amikor a manifeszt betegség fázisának tünetei javulni kezdenek. Ez több hónaptól évekig is eltarthat, és ezalatt az ember fokozatosan visszanyeri egészségét. A sugárterhelésnek azonban továbbra is lehetnek hosszú távú hatásai.