过量用药会产生与甲亢相同的症状和体征。此外，还可能发生意识模糊和定向障碍。脑栓塞、休克、昏迷和死亡等事件也有报告。曾有报道儿童摄入18 mg左甲状腺素后癫痫发作
。剂量过多引起的症状不一定明显，可能摄入左甲状腺素钠数天后方出现症状。
过量用药的治疗：如果出现过量用药的体征或症状，在治疗医生的指导下，可以减少左甲状腺素钠的剂量或暂时停药。副作用消失后，建议谨慎选择用药剂量。
急性过量用药：这属于危及生命的急症，因此应立即进行对症与支持治疗。如果不存在禁忌症（例如，癫痫发作、昏迷或呕吐反射消失），应通过呕吐或洗胃排空胃部，以减少胃肠道的吸收。还可以采用活性炭或考来烯胺减少药物的吸收。在没有禁忌症情况下，可给予β-受体拮抗剂控制中枢和外周交感神经活动，例如普萘洛尔（在10分钟内静注1至3 mg，或口服80至160 mg/日）。根据需要提供呼吸支持；控制充血性心力衰竭；控制发热、低血糖，根据液体丢失量补液。可给予糖皮质激素，来抑制T4转化为T3。因为T4具有高度的蛋白结合率，所以透析难以清除。
