Comme pour l'ypérite on peut distinguer trois grands types d'exposition
Dans les trois cas, le produit pénètre rapidement au travers de la peau et encore plus vite les muqueuses humides (des poumons, de l'œil ou du tractus digestif). Alors que les symptômes les plus graves ne se manifestent parfois qu'après une dizaine d'heures avec l’ypérite. La lewisite a des effets bien plus rapides mais aussi bien plus toxiques que l'ypérite : 35 mg suffisent pour tuer 50 % des personnes touchées, où il en faut 100 pour l'ypérite).
La CTL 50 (dose inhalée tuant 50 % des personnes respirant cet air, mesurée en mg par minute et par m3 d'air) est de 1500 mg/min/m3, c'est autant que l'ypérite. Mais la lewisite est deux fois plus mortelle de ce point de vue que le phosgène (3200 mg/min/m3). Elle est en outre plus de 7 fois plus volatile que l'ypérite (4500mg/m2 à 25 °C) contre 625 pour l'ypérite. Ceci devenant encore plus vrai quand la température diminue. En dessous de 6 °C l'ypérite n'est plus active, sauf en contact direct avec la peau qui la réchaufferait).
L'effet toxique : il est violent et de type allergique (œdème, cloques (phlyctènes), rougeurs, larmoiements, prurit) mais encore mal expliqué (selon les données publiquement disponibles, souvent classées confidentielles ou parfois contradictoires). Il combine probablement synergiquement les effets vésicants du dérivé halogéné (chloré) de l’arsine aux effets toxiques de l'arsenic qui peuvent porter sur de nombreux organes, et qui sont sans doute fortement exacerbés par la destruction des muqueuses et un choc anaphylactique. l'arsenic trivalent As3+, extrêmement toxique semble expliquer le fait que l'action de la lewisite est plus dure et plus rapide que celle de l'ypérite. Cette forme d'arsenic inhibe de nombreuses enzymes à groupements thiols (-SH), dont l'hexokinase et la pyruvate déshydrogénase (en jeu dans le métabolisme énergétique). La pyruvate comporte un acide lipoïque qui est une des cibles chimiques de la molécule de lewisite.
En cas de passage dans le sang, la léwisite cause des dommages sur la moelle osseuse et une perte de liquide des vaisseaux sanguins, ce qui peut entraîner une chute de tension artérielle et des dommages indirects pour l'ensemble des organes, voire la mort, d'autant que ces dégâts induisent une déplétion immunitaire favorisant les pathogènes opportunistes.
Cancérogénicité : ce produit ne figure pas sur la liste des cancérigènes avérés, mais il n'a pas non plus fait l'objet d'études de cancérogénicité. Le ministère de la Santé et des Services humains (DHHS), l'Agence Internationale pour la Recherche sur le Cancer (CIRC), et l'EPA ont classé l'ypérite seule comme une substance cancérigène pour l'homme, mais on ignore si la lewisite ou le mélange gaz moutarde-Lewisite sont ou ne sont pas cancérigènes pour l'homme. On ignore aussi si les enfants y sont plus sensibles que les adultes, s'il existe des susceptibilités individuelles ou génétiques, et s'il s'agit d'un produit posant problème pour le développement, faute d'études et de données disponibles. Il est probablement cancérigène, au moins en raison de l'arsenic qu'il contient qui lui est un cancérigène reconnu.
Reprotoxicité : Il semble ne pas y avoir eu d'études visant à étudier chez l'homme un éventuel impact sur la reproduction du gaz moutarde ou de la lewisite, ou du mélange de ces deux toxiques.