Le principal risque de la thrombose veineuse profonde des membres inférieurs est la survenue d'une embolie pulmonaire. Le thrombus qui se trouve dans la veine se détache et va obstruer l'artère pulmonaire ou ses branches. La mortalité de l'embolie pulmonaire non traitée est très élevée et atteint 30%.
Les complications à long terme de la thrombose veineuse profonde au niveau des membres inférieurs sont représentées par l'installation du syndrome post-phlébitique : signes et symptômes d'insuffisance veineuse chronique (œdème, douleur, fatigabilité, dermite ocre, atrophie blanche, ulcère veineux).