Come anticipato, la sindrome di Prader-Willi può manifestarsi fin dalla nascita sotto forma di sintomi ben specifici. In genere i neonati affetti da tale patologia sono interessati da una grave forma di ipotonia, ossia dalla riduzione del tono muscolare. Tale condizione complica la deglutizione, l’allattamento e la respirazione, e nei casi più gravi può portare all’asfissia. In alcuni casi, inoltre, è presente un modesto ritardo nella crescita e una scarsa reattività agli stimoli esterni. Il corpo del neonato può inoltre presentare alcuni segni caratteristici (ad esempio occhi a mandorla, malformazioni del cranio e genitali poco sviluppati).
Dopo il primo anno di vita può insorgere iperfagia, ossia una costante sensazione di appetito. Il bambino inizia a non essere praticamente mai sazio e, se l’alimentazione non viene adeguatamente curata, tende ad acquisire velocemente peso fino a raggiungere una condizione di obesità. La fame spinge infatti il paziente a mangiare spesso e a consumare abbondanti porzioni, e in alcuni casi limite possono manifestarsi anche comportamenti alimentari patologici (ad esempio ingerire cibo ancora congelato).
Il ritardo nella crescita può perdurare con il passare del tempo e tradursi in bassa statura e anomalie fisiche di vario tipo (come mani e piedi particolarmente piccoli). Sono inoltre di frequente riscontro condizioni come lo strabismo, la presenza di occhi chiari e ipopigmentazione cutanea. La sindrome di Prader-Willi può essere anche causa di ipogonadismo, ossia di ridotta secrezione di ormoni sessuali: in età puberale tale condizione porta a un incompleto sviluppo degli organi genitali, ad esempio con sviluppo di criptorchidismo, micropene, ipoplasia delle piccole labbra o del clitoride.
A tali sintomi caratteristici possono poi associarsi difficoltà comportamentali e deficit di apprendimento. In età adulta possono comparire anche depressione e disturbi del sonno.