Die Wirkungen sowie die Wirkdauer sind von der Dosierung, der Konsumhäufigkeit, dem Set (Person) und dem Setting (Umfeld) abhängig. LSD wird oral konsumiert. Die Aufnahme über die Haut ist prinzipiell möglich, bei den handelsüblichen Mengen (Lösung geträufelt auf einen Trip) ist eine Entfaltung der Wirkung jedoch unwahrscheinlich. Die Wirkung einer durchschnittlichen Dosis setzt nach 30 bis 90 Minuten ein, erreicht ihren Höhepunkt nach ca. 2 bis 4 Stunden und kann bis zu 12 Stunden andauern. In der Anfangsphase kommt es zu einem leichten Anstieg der Körpertemperatur, der Pulsfrequenz, des Blutdrucks und des Blutzuckerspiegels, sowie zu einer Erweiterung der Pupillen und Benommenheit. Kreislaufprobleme, Schwindel, Übelkeit und Erbrechen können ebenfalls auftreten. LSD bewirkt eine Intensivierung und Verfremdung der Wahrnehmung auf allen Ebenen (Hören, Sehen, Riechen, Tasten). Dadurch kann es zu Verschmelzungen und Überlagerungen einzelner Sinneswahrnehmungen – sogenannten Synästhesien – kommen. Man hat dann etwa den Eindruck Töne schmecken oder Farben hören zu können. Überhaupt kann es sein, dass man Muster und/oder Gestalten sieht, die nicht real sind. Meistens ist einem bewusst, dass diese Bilder nicht existieren (Pseudohalluzinationen). Es kann aber auch passieren, dass eine Unterscheidung von Realität und Einbildung im Rausch nicht mehr möglich ist (Halluzinationen). LSD bewirkt auch eine Veränderungen des Raumempfindens: Objekte können sich verformen oder eine andere Gestalt annehmen. Ebenso werden die Zeit – und die Selbstwahrnehmung beeinträchtigt: Stimmungen und Gefühle werden verstärkt und kaum vorhersehbar verändert, unbewusste und vergessene Zustände können plötzlich wieder auftauchen und in veränderter Form neuerlich erlebt werden.