Niewykluczone, że pandemię spowodowało kilka jednoczesnych rodzajów choroby, np. dżuma dymieniczna i jej odmiana posocznicowa wraz z odmianą płucną, przenoszoną kropelkowo. Do mniej popularnych wśród naukowców możliwości zalicza się tyfus bądź gorączkę krwotoczną.
Objawy w źródłach z epoki mały|Charakterystyczne dla dżumy dymienice Zarówno Prokopiusz, jak i inni pisarze sporo miejsca poświęcają opisowi objawów towarzyszących chorobie. Do wymienianych objawów zaliczano wysoką gorączkę, halucynacje, przekrwienie oczu, opuchliznę, biegunkę, wreszcie charakterystyczne guzy, dymienice. Zwracano uwagę na powszechne u chorych obłęd, wycieńczenie, halucynacje, śpiączkę i ogólne odrętwienie. W niektórych przypadkach pojawiały się wrzody i wybroczyny. Zgodnie z relacjami śmierć chorych następowała szybko, natychmiast bądź po kilku dniach. Jan z Efezu zauważał, że ci, którzy przeżyli, częstokroć miewali później problemy z mówieniem i chodzeniem; może to oznaczać, że przypadłość powodowała u chorego udar.