未分化甲状腺癌早期通常没有明显的症状，典型的症状是甲状腺内发现肿块，质地硬而固定，表面不平，腺体在吞咽的时候上下移动性减小。
未分化甲状腺癌恶性度很高，发展迅速，可以在短期内出现上述症状。除了肿块增长明显之外，还可以伴有侵犯周围组织的表现。
当未分化甲状腺癌侵犯气管，可以出现呼吸困难；侵犯食管，可以出现吞咽困难；侵犯喉返神经可以出现声音嘶哑。
此外，癌肿还可以侵犯交感神经，出现Horner综合征；侵犯颈丛，出现耳、枕部、肩部的疼痛。
大约一半的未分化甲状腺癌病人早期便有颈部淋巴结转移，未分化甲状腺癌除了局部组织侵犯之外，还能够经血运转移到肺、骨等处，预后很差。