La ingestión de una dosis tóxica de nitrito de sodio puede producir síntomas como letargo, confusión, intoxicación, náuseas y vómitos. En grandes dosis, el nitrito y la producción de óxido nítrico actúan como vasodilatadores, debido a su acción relajante sobre el músculo liso vascular. La acción vasodilatadora provoca una caída de la presión arterial (y un posible dolor de cabeza por hipotensión).
(Nota: la vasodilatación y la caída de la tensión arterial asociada con la producción de óxido nítrico (NO) han sido consideradas erróneamente como causantes de una muerte apacible por nitrito según algunos informes, en lugar de la hipoxia cerebral resultante de los altos niveles de metahemoglobina en la sangre).
La capacidad alterada de transporte de oxígeno de la sangre no se puede corregir mediante la administración de oxígeno. De hecho, la medición de los niveles de saturación de oxígeno dará una lectura engañosamente alta. Una persona que sufre de hipoxia hipémica por nitrito mostrará poca mejoría incluso con el suministro de oxígeno al 100%.
Sin embargo, existe un antídoto para la ingestión de nitrito de sodio. El antídoto es el azul de metileno, que se administra por vía intravenosa. El azul de metileno es un tinte de tiazida que convierte la metahemoglobina nuevamente en la hemoglobina deseada. Al haber aumentado el uso de nitrito para poner fin a la vida por ser un compuesto eficaz para tal fin, gran parte del personal de primeros auxilios lleva ahora consigo azul de metileno de forma rutinaria (por si se encuentran con incidentes de suicidio y para reanimación).