1. Prodromal fase: Denne fasen inntreffer i løpet av de første timene etter eksponering for stråling. Symptomer inkluderer kvalme, oppkast, hodepine, tretthet og diaré.
2. Latent fase: Denne fasen varer fra noen dager til flere uker. I løpet av denne fasen forsvinner symptomene på prodromalfasen og personen kan føle seg bedre. Likevel blir kroppen fortsatt skadet av strålingen.
3. Manifest sykdomsfase: Denne fasen begynner når symptomene på prodromalfasen kommer tilbake og blir mer alvorlige. Det er også kjent som den kritiske fasen av akutt strålingssyndrom, da det er i denne fasen de mest alvorlige komplikasjonene oppstår. Symptomer kan inkludere feber, frysninger, blødninger, organsvikt og hårtap.
4. Rekonvalesensfase: Denne fasen begynner når symptomene på den manifeste sykdomsfasen begynner å bli bedre. Det kan vare i flere måneder til år, og i løpet av denne tiden kan personen gradvis gjenopprette helsen. Imidlertid kan de fortsatt ha noen langtidseffekter av strålingseksponeringen.