Áp dụng Procaine dẫn đến trầm cảm của hoạt động thần kinh. Trầm cảm khiến hệ thống thần kinh trở nên quá mẫn cảm, gây bồn chồn và run rẩy, dẫn đến co giật từ nhẹ đến nặng. Các nghiên cứu trên động vật đã cho thấy việc sử dụng Procaine dẫn đến sự gia tăng nồng độ dopamine và serotonin trong não.[9] Các vấn đề khác có thể xảy ra do sự thay đổi dung nạp của từng cá nhân đối với liều Procaine. Thần kinh và chóng mặt có thể phát sinh từ sự kích thích của hệ thống thần kinh trung ương, có thể dẫn đến suy hô hấp nếu dùng quá liều. Procaine cũng có thể gây ra suy yếu cơ tim dẫn đến ngừng tim.[10]

Procaine cũng có thể gây ra phản ứng dị ứng khiến các cá nhân gặp vấn đề với hô hấp, phát ban và sưng. Phản ứng dị ứng với Procaine thường không đáp ứng với chính Procaine, mà là với chất chuyển hóa PABA của nó. Phản ứng dị ứng trên thực tế khá hiếm, ước tính có tỷ lệ mắc 1 trên 500.000 mũi tiêm. Khoảng một trong 3000 người Bắc Mỹ da trắng là đồng hợp tử (tức là có hai bản sao của gen bất thường) đối với dạng pseudocholinesterase không điển hình phổ biến nhất,[11][12] và không thủy phân thuốc gây mê ester như Procaine. Điều này dẫn đến một thời gian dài của mức độ cao của thuốc gây mê trong máu và tăng độc tính. Tuy nhiên, một số quần thể trên thế giới như cộng đồng Vysya ở Ấn Độ thường bị thiếu enzyme này.[12]