維生素B1與三磷酸腺苷結合形成的維生素B1焦磷酸鹽是碳水化合物代謝必需的輔酶，該輔酶缺乏時可導致氧化代謝受阻而形成丙酮酸和乳酸堆積，影響機體的能量供應。維生素B1尚可抑制膽堿酯酶的活性，當其缺乏時，膽堿酯酶活性增強，乙酰膽堿水解加速，從而導致神經沖動傳導障礙，影響胃腸道及心肌功能。維生素B1主要適用於防治維生素B1缺乏，及其所致的腳氣病或威尼克腦病，也可用於周圍神經炎、消化不良等的輔助治療。
維生素B1對正常腎功能者幾乎無毒性，過量使用可以出現發紺、坐立不安、消化道出血、惡心、喉部緊縮感、乏力等不良反應。
維生素B2在體內轉化為黃素單核苷酸和黃素腺嘌呤二核苷酸，均為組織呼吸的重要輔酶，參與糖、蛋白質、脂肪的代謝，維持正常的視覺功能和促進生長，並可激活維生素B6，將色氨酸轉化為煙酸，並可能與維持紅細胞的完整性有關。在臨床上主要用於防治維生素B2缺乏癥，如口角炎、舌炎、唇幹裂、陰囊炎、角膜血管化、結膜炎、脂溢性皮炎等，亦可用於偏頭痛的輔助治療。
水溶性維生素B2在正常腎功能狀況幾乎不產生毒性，但長期大劑量服用可能會引發眼部不良反應，如視物模糊、眼痛、畏光、角膜混濁、進展性圓錐角膜、角膜膨隆、點狀角膜炎等，甚至可能誘發潰瘍性角膜炎等嚴重不良反應。
維生素B6在體內與ATP經酶的作用，轉化成具有生理活性的磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺，它是某些氨基酸的氨基轉移酶、脫羧酶和消化酶的輔酶，參與糖、蛋白質、脂肪的正常代謝，並與白細胞、血紅蛋白的生成有關。在臨床上主要適用於防治維生素B6缺乏，可減輕部分患者妊娠、抗癌藥和放射治療引起的惡心、嘔吐，可用於白細胞減少癥、鐵粒幼細胞貧血、唇幹裂等，防治因大量或長期服用異煙肼等引起的周圍神經炎、焦慮、失眠、抽搐、昏迷，與煙酰胺合用治療糙皮病。
維生素B6在腎功能正常時幾乎不產生毒性。若每天服用200mg，持續30天以上，可導致維生素B6依賴綜合征。每日應用2-6g，持續幾個月，可引起嚴重永久的周圍神經病變，進行性步態不穩至足麻木、手不靈活，停藥後可緩解，但仍軟弱無力。此外，有報道，口服維生素B6可產生便秘、嗜睡、食欲缺乏等不良反應。有高胱氨酸尿癥患者用藥後出現血清葉酸鹽濃度降低的報道。罕見過敏反應。
葉酸是由蝶啶、對氨基苯甲酸和谷氨酸組成的水溶性B族維生素，是機體細胞生長和繁殖所必需的物質。葉酸在胎兒的孕育過程中發揮著不可替代的作用，缺乏葉酸不僅可導致胎兒多個器官發生畸形，尤其是神經管畸形，還可增加孕婦先兆子癇、胎盤早剝的風險。此外，缺乏葉酸還可影響紅細胞的分裂和成熟，導致巨幼細胞貧血。最後，葉酸還可參與人體內同型半胱氨酸的代謝，葉酸缺乏時可導致高同型半胱氨酸血癥，顯著增加腦卒中的風險。適用於各種原因引起的葉酸缺乏和巨幼細胞貧血，預防胎兒先天性神經管畸形，是妊娠期和哺乳期婦女的預防用藥，還可用於治療高同型半胱氨酸血癥。
葉酸可引起臉紅、氣管痙攣、紅斑、皮疹、瘙癢、不安等不良反應，長期用藥可出現畏食、食欲缺乏、惡心、腹脹等胃腸道癥狀。大量服用葉酸時，可引起黃色尿。腎功能正常者，很少發生中毒現象。
維生素B12是壹種含鈷的紅色化合物，需轉化為甲鈷胺和輔酶B12後才具有活性，缺乏時致DNA合成障礙而影響紅細胞的成熟，引起巨幼細胞貧血。維生素B12還間接參與了胸腺嘧啶脫氧核苷酸的合成。但維生素B12缺乏時，可導致甲基丙二酸排泄增加和脂肪酸代謝異常，這很可能是神經系統病變的原因之壹。主要用於治療巨幼細胞貧血，飲食或吸收不良等各種原因導致的維生素B12缺乏，還可用於多發性周圍神經炎、神經痛、神經萎縮等神經系統疾病。
維生素B12可引起低血鉀、高尿酸血癥、步態不穩、頭暈、焦慮、***濟失調、頭痛、感覺異常、反應遲鈍、惡心、嘔吐、腹瀉、食欲減退、舌炎、咽痛、真紅細胞增多癥、背痛、肌痛、關節炎、乏力、呼吸困難、肺水腫、鼻炎等不良反應，長期應用可出現缺鐵性貧血。