Летальна доза, смерть настає через один-два тижні від внутрішніх кровотеч (стоншуються клітинні мембрани), переважно у шлунково-кишковому тракті. 300-500 рад (3-5 Гр.) Летальна доза, половина опромінених помирають протягом одного-двох місяців від ураження клітин кісткового мозку. 150-200 рад (1,5-2 Гр.)

Як помирають від радіації Згортання білків і клітинний метаболізм порушуються, в геномі виникають мутації, каталітичні шляхи блокуються. Через променеву хворобу в організмі швидко накопичуються «сміттєві», непрацюючі компоненти внутрішньо- та міжклітинного обміну, що призводить до променевої токсикемії.

Захворювання зазвичай розвивається через 2-5 років від початку опромінення. Клініко-морфологічні прояви розвиваються повільно та поступово прогресують. При сумарній дозі до 1,0-1,5 Гр. розвивається, при опроміненні в дозі від 1,0-1,5 до 4-5 Гр виникають легкі та середньоважкі форми хвороби.

Прогноз при променевої хвороби визначається дозою та часом впливу. Імовірність сприятливого результату підвищується, якщо потерпілому вдається «переступити тримісячний рубіж», тобто залишитися живими протягом 3 місяців з моменту опромінення.