Certaines personnes prennent plus que la dose recommandée du dimenhydrinate afin d’atteindre un état long et intense de délire anticholinergique.
D’une manière générale, la dose hallucinogène minimum est approximativement 250 mg. Les effets mentaux sont généralement décrits comme « un rêve éveillé » impliquant hallucinations visuelles et auditives qui, contrairement à d’autres psychédéliques, ne peuvent souvent pas être distingués de la réalité. Les usagers signalent souvent un effet secondaire très désagréable important d’un empoisonnement au tropane : assèchement buccal et oculaire, tachycardie, somnolence, insomnie et malaise extrême. Ceci provient de l’antagonisme du récepteur muscarinique dans le système nerveux central et autonome, inhibitant ainsi les chemins de la transduction de signaux. Les usagers signalent également une amnésie extrême à court-terme, s'amenuisant avec les effets physiques.
Dans le système nerveux central, le diphenhydramine traverse facilement la barrière sang-cerveau, exerçant des effets dans le cortex visuel et auditif. D’autres effets du système nerveux central surviennent dans le système limbique et l'hippocampe, causant confusion et amnésie temporaire. La toxicité se manifeste aussi dans le système nerveux autonome, primairement à la jonction neuromusculaire, résultant en ataxie, syndrome extrapyramidal ainsi qu'en une altération de la jonction sympathique post-ganglionique, causant rétention urinaire, dilatation pupillaire, tachycardie, sécheresse de la peau et des membranes muqueuses. Une overdose considérable peut mener à un infarctus du myocarde, troubles du rythme ventriculaire, coma et mort. En raison des effets secondaires, l’abus d’antihistaminiques de la classe des ethanolamines demeure relativement faible.