Частые побочные эффекты DTwP-вакцины, которые связаны, прежде всего, с полноклеточным коклюшным компонентом, включают местное покраснение, припухлость, боль в месте инъекции и системные реакции типа умеренной лихорадки, беспокойства, сонливости, рвоты и анорексии. Частота местных реакций и лихорадки, ассоциированных с введением DTwP, вероятно, повышается с количеством введенных доз, тогда как вероятность других малых системных реакций снижается.

Однако для любого данного ребенка риск легких системных реакций больше при последующих введениях, если они развивались при первой дозе. Более серьезные, но менее частые системные события описаны в отношении применения полноклеточной DTwP- вакцины, включая персистирующий безутешный плач более 3 часов, температуру более 40,5°С, эпизоды гипотонии и гипорефлексии, судороги с или без температуры, энцефалопатию и ряд неврологических дефектов типа задержки умственного развития и мозгового паралича. Значительное противоречие имеется вокруг отношений между коклюшной вакциной и несколькими серьезными неврологическими состояниями, так что, хотя она и неотличима от естественно развивающихся идиопатических событий, время от времени кажется связанной с вакцинацией DTwP.

Несколько недавних исследований с использованием сложных статистических и экспериментальных методик не обнаружили доказательств в поддержку причинных отношений между коклюшной вакциной и некоторыми предполагаемыми реакциями, а относительно других предположили, что вакцинация ускоряет события, предназначенные развиться у данного индивидуума. Повышенная частота судорог после применения DTwP наблюдается постоянно. Но большей частью ассоциирована с лихорадкой и имеет клинические характеристики доброкачественных фебрильных судорог.

Нет доказательств, что судороги после применения DTwP вызывают неврологические повреждения или эпилепсию. В частности, Институт Медицины Национальной Академии Наук США предпринял обширный анализ всех существующих научных данных, имеющих отношение к потенциальным побочным эффектам полноклеточной коклюшной вакцины. Они обнаружили, что признаки совместимы с причинными отношениями между вакцинацией DTwP и несколькими редкими событиями, включая острую энцефалопатию, гипотоничные или гипорефлекторные шокоподобные эпизоды, анафилаксию и пролонгированный безутешный плач. Они также обнаружили, что дети, перенесшие тяжелые острые неврологические заболевания, в течение 7 дней после вакцинации DTwP имеют высокий риск хронической неврологической дисфункции на уровне, сходном с таковым, наблюдаемым у детей, перенесших такие же острые неврологические события, не связанные во времени с применением DTwP.

У этих редких детей Комитет полагает, что признаки были совместимы, но не доказывали причинных отношений между вакцинацией DTwP и некоторыми формами хронических заболеваний нервной системы. Базируясь на своих обзорах данных, Консультативный Комитет по Вакцинам заключил, что доказательств недостаточно для определения, влияет ли независимо анамнез о применении DTwP перед острым неврологическим событием на потенциал последующей долговременной неврологической дисфункции. Американская академия педиатрии согласилась с этим анализом.

Использование бесклеточной вакцины приводит к значительно меньшей частоте малых локальных и системных реакций типа болезненности и лихорадки, чем при использовании полноклеточного продукта. Профилактическое применение ацетаминофена во время инъекции может далее редуцировать частоту таких побочных эффектов. Также была документирована меньшая частота нескольких умеренных и тяжелых системных событий, включая гипотонические или гипорефлекторные эпизоды, лихорадку выше 40,5°С и длительный плач, продолжающийся более 3 часов. Из-за его редкости частота ассоциированного по времени энцефалита после DTaP еще не определена.