被爆直後から、被爆者は身体的、社会的、心理的要因による幅広いストレスを経験しています。 最初の火傷や怪我に続いて、それまで無傷に見えた人でも、脱毛、出血、下痢などの急性放射線症状が現れました。 原爆被爆の場合、被爆者の訴える症状がどの程度心理的なものか、あるいは放射線に起因するものかは不明であるが、家族の死亡や生活全般の混乱、また放射線被曝の後障害として癌の発生率が増加したという報告がある。 放射線被曝による心理的影響はかなり大きいはずであるが、この分野での研究はほとんど行われていない。 しかし、1950年代に広島と長崎の精神科医が、全身倦怠感、健忘症、集中力欠如などの神経症状や、動悸、灼熱感、寒気などの自律神経の失調によく関連する症状の訴えが被爆者に増えていると報告しています。
放影研のアンケートに対する被爆者の回答は、洪水、地震、火山噴火などの大きな恐怖体験の後に起こる心的外傷後ストレス障害（PTSD）で現在説明されている症状の多くを示していました。 被爆者の症状には、めまい、意識喪失、頭痛、吐き気などの身体的症状に加えて、出来事を思い出して動揺する、無反応や動けないという感覚が増す、罪悪感や落胆を感じる、などが報告されています。