주요 최종 대사산물은 페놀이며 이것은 황산 혹은 글루크론산과 결합하여 소변으로 배출된다.

급성중독은 주로 골수손상으로 인한 급성 빈혈이며 심하면 사망이 이르기도 한다.

고농도의 벤젠증기는 마취작용이 있으며 약하기는 하지만 눈 및 호흡기 점막을 자극한다.

벤젠 폭로의 후유증은 백혈병이 발생한다는 것이 알려져 있다