膝关节骨关节病主要症状是疼痛、肿胀、畸形和功能障碍等。早期表现为行走久了关节处酸痛不适，休息后会减轻。若是膑股间损伤，上下楼梯疼痛加剧。休息后感到关节僵硬。
坐下突然起身时可导致关节剧痛。逐渐会行走能力距离更短，疼的时间更长，会发展到休息时疼痛也没有停止，痛的性质可由酸痛发展到刺痛，重者致行走困难或跛行。
1、疼痛
几乎所有病例都有膝部疼痛，根据疼痛程度从轻微到严重可分为五度。
1度、不痛
由于膝部其它症状而求医，活动不痛，偶有疲劳感，或沉重感，或不适感。
2度、轻度疼痛
各种动作刚一开始时稍有疼痛，完全能够忍受，不妨碍生括与工作，或劳累后或远行后疼痛。
3度、中度疼痛
步行时疼痛，短时间休息后可以减轻或消失。疼痛已引起患者注意，或干扰其情绪，但尚能完成各种活动，生活尚可。疼痛尚能忍受，不需服用或需偶尔服用止痛药。妨碍运动，甚至影响工作。
4度、重度疼痛
负重和作各种动作时强烈疼痛，以致妨碍活动，影响生活，常需服止痛药。休息后虽然可能减轻，但仍然疼痛，或有自发痛。
5度、剧烈疼痛
无论休息还是作何种动作都强烈疼痛，以致不能活动，生活不能自理，不得不服止痛药，甚至服药也仍然疼痛，干扰休息和睡眠。
多数患者膝痛属于轻度和中度，少数为重度，剧痛或不痛者少见，多为钝痛，伴沉重感、酸胀感，淤滞感，活动不适。属重度或剧烈疼痛者，或持续几天，或很快消失，少数也有持续较久，或一做某种动作就痛者。
疼痛特点
疼痛多与气温、气压、环境、情绪有关，秋冬加重，天气变换时加重。疼痛多位于髌股之间或髁骨周围，和膝关节内侧。膝外侧或后侧较少。两处或两处以上疼痛，或疼痛部位不定，经常变换者也不少见。
活动痛
膝关节处于某一静止体位较长时间，刚一开始变换体位时疼痛，活动后减轻，负重和活动多时又加重。
负重痛
由于加重了膝关节负荷而引起的膝痛。上下楼、上下坡时或由坐位或蹲位站起时痛，或是拉孩子、提担重物时膝痛。
游泳、骑自行车时膝不痛，如坐在戏剧院内，由于座位限制较长时间被迫屈膝，精神又集中于看戏，戏终人散突然站起，会感到骤然膝痛，甚至有跪落感，称为“戏剧院膝痛征”，它是始动痛与负重痛的共同作用所致。
若负重前站起，先活动一下不负重的腿膝，再站起则疼痛就会减轻或不痛。
主动活动痛
重于被动活动痛，因主动肌肉收缩加重了关节负担产生疼痛。
静止痛:膝关节长时间处于某一静止体位或夜间睡觉时疼痛，又称为休息痛。与静脉血液回流不畅，造成髓腔及关节内压力增高有关。常需经常变换体位，才得缓解。
2.肿胀
由于软组织变性增生、关节积液所滑膜肥厚、脂肪垫增大等致，甚至是骨质增生、骨赘引起。较多见的是两种或三种原因并存。以髌上囊及髌下脂肪垫肿胀较多见，也可以是全膝肿胀。
可将肿胀分为三度:略比健侧肿胀为轻度，肿胀达到与髌骨相平为中度，高出髌骨为重度。以轻度和中度肿胀多见。也有表现为局限性肿胀者。
3.畸形
膝内翻畸形 最常见，与股骨内髁圆而凸起，胫骨内侧平台又较凹陷，而且骨质相对疏松又兼内侧半月板较薄弱有关。严重者伴有小腿内旋。畸形使膝关节负荷不匀，又加重畸形。
另一个常见畸形是髌骨力线不正，或髌骨增大。由于股内侧肌萎缩，使髌骨内外侧牵拉力量不均衡，受外侧强韧的支持带牵拉髌骨外移。
4.功能障碍
骨性关节病所引起的功能障碍可分为关节活动协调性异常及关节屈伸活动范围减少的改变。绝大多数属于功能受限，很少见到关节功能永久性完全丧失者。
关节活动协调性异常即运动节律改变，如关节打软、滑落感、跪倒感、错动感，以及交锁、弹响或摩擦音等。尤其上下台阶或走不平的路时，患者常常突然自觉患膝有一种要跪倒的滑落感，由于不稳而担忧。
此系损坏的关节软骨面受压所致，或关节稳定装置功能障碍，如股四头肌，尤其股内侧肌力量减弱所致。经常打软也会加重关节软骨的损伤。弹响声则更为响亮。来自关节内者，多系关节面有较大的缺损或凹凸不平，或游离体或破裂的半月板卡于两骨之间所致。
来自关节外多系肌健摩擦滑过突起处所致交锁则更为严重，系两个关节面之间卡进异常物体，如游离体、破裂的半月板，引起较重症状，多为突然发生，剧烈疼痛，关节不能活动，不敢屈也不敢伸，也不能负重，常伴恐俱感，有时可突然自行解锁而明显缓解，或需医生施以手法紧急解锁。
滑膜皱璧卡进两骨之间，也可产生类似的症状，称为假性交锁，因为它没有真正卡住，很容易自行缓解，但往往反复发生。频繁的真正交锁，无疑会损伤关节软骨面，应针对其病因，彻底治疗。
运动能力减弱
包括关节僵硬、不稳，活动范围减少，及生活和工作能力下降等。关节僵硬，系指经过休息，尤其是当膝关节长时间处于某一体位时，自觉活动不利，特别是起动困难，或称之为胶滞现象。
股四头肌力量减弱也能引起伸膝受限。骨性关节炎所引起的多系膝关节活动范围减少，很少使关节强直不能活动。
化验室检查
全身状况多属正常。关节滑液分析也正常，清晰、淡黄、粘稠度高，白细胞计数常在1000以内，偶尔可以达到几千，主要为单核细胞。偶然见粘蛋白凝块坚实。有时可见到红细胞，软骨和纤维碎屑。
X线检查
关节间隙狭窄、软骨下骨板硬化和骨赘形成是骨性关节炎的基本X线特征。骨性关节炎早期仅有软骨退行性改变时，X线片可无异常表现。随着关节软骨变薄，关节间隙逐渐变窄，间隙狭窄可呈不匀称改变。
在标准X线片上，成人膝关节间隙为4mm，小于3mm即为关节间隙狭窄。60岁以上的人正常关节间隙为3mm，小于2mm为关节间隙狭窄。个别人关节间隙甚至可以消失。进而软骨下骨板致密、硬化，如象牙质状。
负重软骨下骨质内可见囊性改变。这种囊性变常为多个，一般直径不超过lcm，可为圆形、卵圆形，或豆粒状。关节边缘(实际上是软骨边缘)及软组织止点可有骨赘形成。或见关节内游离体，骨质疏松，骨端肥大，软组织肿胀阴影等。
根据X线检查可将骨性关节炎的严重程度分为五度:1度:关节间隙狭窄(50%关节软骨磨损);2度:关节间隙消失;3度:轻度骨磨损;4度:中度骨磨损(磨损造成骨丧失0.5-lcm);5度;严重骨磨损常有关节半脱位。