Los efectos adversos más frecuentes son digestivos: náuseas, vómitos, ulceraciones de las mucosas de la boca y pérdida del apetito. El hígado es el órgano que hay que seguir de cerca. A dosis baja o media tomada durante varios meses, una elevación de las transaminasas, la ALT o la AST, aparece en el 15 al 50 % de los pacientes, casi siempre leve y transitoria; alrededor del 5 % superan el doble del límite normal. A más largo plazo, cerca del 30 % de los pacientes desarrollan anomalías histológicas hepáticas de leves a moderadas y del 2 al 20 % cierta fibrosis.
Con los esquemas modernos, es decir de 5 a 15 mg en una toma semanal con suplementación de folatos, la fibrosis y el daño hepático clínicamente manifiesto siguen siendo raros, incluso con el tiempo. Los efectos graves que hay que conocer comprenden la hepatotoxicidad, la depresión medular, las infecciones, la insuficiencia renal y la teratogenicidad. El metotrexato está clasificado en la categoría X y contraindicado durante el embarazo debido a su efecto sobre el feto.