輪狀病毒性腹瀉的過程主要是從無癥狀、輕微發病到嚴重時發生致命性胃腸炎、脫水及電解質平衡失調。一般來說，輪狀病毒的主要癥狀包括：發燒、嘔吐、腹痛以及無血色水樣腹瀉，腹瀉物一般為白色米湯樣或黃綠色蛋花樣稀水便，有惡臭，不含血或黏液。
輪狀病毒潛伏期一般在3天左右，癥狀可持續3—9天。近年的研究發現，輪狀病毒可引起許多其他疾病，有些病例可出現不同程度肝功能損害，甚至可通過胃腸道屏障造成病毒血症。