Podobně jako u jiných serotonergních látek, může se v průběhu léčení venlafaxinem vyskytnout serotoninový syndrom, zvláště při souběžném podávání jiných látek, které mohou ovlivňovat serotonergní neurotransmiterový systém (např. triptany, SSRI, další SNRI, lithium, sibutramin, tramadol nebo rostlina třezalka tečkovaná [Hypericum perforatum]), s léčivými přípravky zhoršujícími metabolismus serotoninu (včetně MAOI), nebo s prekurzory serotoninu (např. potravinové doplňky s obsahem tryptofanu).
Tāpat kā citu serotonīnerģisko līdzekļu gadījumā, lietojot venlafaxinum, var rasties serotonīna sindroms, īpaši, ja to lieto vienlaicīgi ar citiem līdzekļiem, kas var ietekmēt serotonīnerģisko neirotransmisijas sistēmu (ietverot triptānus, SSRI, SNRI, litiju, sibutramīnu, tramadolu un asinszāles [Hypericum perforatum] preparātus), ar zālēm, kas samazina serotonīna metabolismu (ietverot MAOI), vai serotonīna prekursoriem (piemēram, triptofāna uztura bagātinātājiem).