Fentanil, jak opioidni analgetik, povezan je s mnogim slučajevima predoziranja. Znakovi predoziranja fentanilom razlikuju se od pacijenta do pacijenta, ali neki uobičajeni simptomi se vide u svim slučajevima. To uključuje otežano ili plitko disanje, vlažnu kožu i ekstremnu sedaciju. Predoziranja se najčešće viđaju na početku liječenja fentanilom ili u vrijeme kada liječnik odredi značajnu promjenu doze. Stopa smrtnosti od predoziranja raste ako osoba padne u nesvijest prije nego što je hitna pomoć dostupna, a čak i u bolnici, jedna od glavnih briga za liječenje je održavanje pacijenta budnim i koherentnim.
Postoje različiti načini primjene fentanila, a svaki način sa sobom nosi jedinstvene rizike od predoziranja. Na primjer, fentanil se može primijeniti kroz transdermalni flaster, dopuštajući pacijentu da kontinuirano prima lijekove protiv bolova tijekom određenog vremenskog razdoblja. Postoje strašne posljedice povezane s nepoštivanjem uputa za doziranje s ovim načinom primjene. Bolesnici se predoziraju kada zaborave ukloniti flaster prema uputama ili ako prerežu flaster kako bi smanjili svoju dozu bez prethodnog razgovora s liječnikom. U tom slučaju, izrezani flaster izgubit će funkciju odgođenog oslobađanja i rezultirati time da pacijent primi veliku dozu fentanila odjednom.
Transdermalni flaster može uzrokovati nepredviđeno predoziranje fentanilom i na druge načine. Studije su pokazale da će povećanje tjelesne temperature dovesti do toga da se lijek apsorbira u tijelo znatno većom brzinom. Bilo je brojnih slučajeva predoziranja fentanilom koji su bili uzrokovani pacijentom koji se bavio napornom tjelovježbom koja je podigla njegovu središnju tjelesnu temperaturu dovoljno visoko da utječe na flaster. Preporuča se da se flaster skine prije nego što se pacijent uključi u tjelovježbu ili druge aktivnosti, poput sunčanja. Druga zabrinutost je da se flasteri mogu nesvjesno prenijeti na drugu osobu kojoj lijek nije propisan, obično bliskim tjelesnim kontaktom ili zajedničkom kupaonicom.
Važno je da se u slučaju sumnje na predoziranje fentanilom odmah zatraži hitna pomoć. Depresija disanja jedan je od glavnih znakova predoziranja. U situacijama akutnog predoziranja, pacijent može imati brzinu disanja čak četiri do šest udisaja u minuti. Ovo usporeno disanje može dovesti do teške hipoksije, a oštećenje mozga može doći brzo ako se ne riješi. Ponekad opijati, poput fentanila, usporavaju pražnjenje gastrointestinalnog trakta tako da se opseg predoziranja možda neće znati neko vrijeme.