Duboka mentalna retardacija je najozbiljniji i rijedak oblik retardacije. Samo oko jedan do dva posto mentalno retardiranih osoba klasificirano je kao osoba s dubokom mentalnom retardacijom, što znači da pacijent ima IQ rezultat ispod 20 do 25. Ljudi koji su duboko retardirani često ne mogu sami rješavati osnovne dnevne zadatke i možda nikada neće naučiti učinkovito komunicirati. Ove osobe obično žive u okruženjima s visokim nadzorom kako bi im pomogli u svakodnevnim potrebama i osigurali da ostanu sigurni.
Pacijenti kojima je dijagnosticirana duboka retardacija često imaju temeljni neurološki poremećaj koji je barem djelomično odgovoran za njihova mentalna stanja. Neka stanja koja uzrokuju mentalnu retardaciju su nasljedna, kao što su sindrom krhke X i Downov sindrom. Drugi temeljni uzroci uključuju prenatalne bolesti. Neke bolesti i problemi tijekom trudnoće mogu predisponirati dijete na mentalnu retardaciju, kao što je fetalni alkoholni sindrom ili komplikacije od majke s dijagnozom rubeole, toksoplazmoze, visokog krvnog tlaka ili problema sa žlijezdama tijekom trudnoće.
Djeca s dubokom mentalnom retardacijom često počinju pokazivati znakove pri rođenju ili ubrzo nakon toga, iako stvarna razina retardacije možda neće biti ispravno dijagnosticirana sve dok dijete ne završi školsku dob. Mentalno retardirana djeca često imaju problema s razvojem osnovnih vještina koje lakše dolaze drugoj djeci, kao što su hodanje i pričanje. Duboko retardirana djeca obično su smještena u posebne učionice s učiteljima koji su obučeni za pomoć mentalno retardiranoj djeci. Djeca koja su duboko mentalno retardirana mogu naučiti neke osnovne vještine, a njihovo obrazovanje često je usmjereno na to da ih nauči kako reagirati u situacijama koje bi ih mogle ugroziti.
Osobe s dijagnozom duboke mentalne retardacije nisu u stanju raditi niti brinuti se za sebe. Često imaju poteškoća u kretanju i moraju koristiti pomoćne uređaje, kao što su invalidska kolica ili hodalice, za kretanje. Ove osobe rijetko mogu učinkovito komunicirati govorom i mogu se oslanjati na osnovne zvukove i geste kako bi prenijeli svoje potrebe i želje. Skrbnici u grupnim domovima i drugim ustanovama često osmišljavaju vlastiti sustav komunikacije s duboko retardiranim pacijentima.
Većina ljudi s dubokom mentalnom retardacijom ne podnosi dobro promjene u rutini, zbog čega im je često bolje živjeti u grupnim domovima u kojima je njihov svakodnevni život uvelike planiran i praćen. Nekim osobama s ovom razinom retardacije potrebna je pomoć u gotovo svakom svakodnevnom zadatku, uključujući tuširanje i brigu o osnovnoj higijeni, jelu i oblačenju. Članovi obitelji koji žele zadržati duboko retardirane voljene kod kuće često zahtijevaju pomoć kućne medicinske sestre ili drugih stručnjaka.