Препарат применяют в основном при лечении крапивницы, сенной лихорадки, сывороточной болезни, геморрагического васкулита (капилляротоксикоза), вазомоторного ринита, ангионевротического отёка, зудящих дерматозов, острого иридоциклита, аллергических конъюнктивитов и других аллергических заболеваний, аллергических осложнений от приёма различных препаратов, в том числе антибиотиков, для уменьшения побочных реакций при переливании крови и кровезамещающих жидкостей,  при хорее, морской и воздушной болезни, синдроме Меньера, лучевой болезни, при послеоперационной рвоте, в качестве противорвотного средства, при бессоннице, как успокаивающее и снотворное средство (самостоятельно и в сочетании с другими препаратами). В анестезиологической практике применяется в качестве составной части литических смесей.

Повышенная чувствительность к препарату, бронхиальная астма, закрытоугольная глаукома, брадикардия, нарушения сердечного ритма, врожденный удлиненный QT-синдром или длительный прием препаратов, которые могут удлинять QT-интервал, феохромоцитома, гиперплазия предстательной железы, стенозирующая язвенная болезнь желудка и 12-ти перстной кишки, стеноз шейки мочевого пузыря, эпилепсия, порфирия, детский возраст (до 7 месяцев),  период беременности и лактации.

Со стороны сердечно-сосудистой системы: снижение АД, ощущение сердцебиения, тахикардия, экстрасистолия. Со стороны дыхательной системы: сухость слизистой оболочки носа и горла, повышение вязкости мокроты, чувство сдавления в груди или горле, чихание, заложенность носа. Со стороны нервной системы: головная боль, седативный эффект, сонливость, головокружение, нарушение координации, слабость, спутанность сознания, беспокойство, возбуждение, нервозность, тремор, раздражительность, бессонница, эйфория, парестезии, неврит, судороги. Со стороны органов чувств: нарушение зрительного восприятия, диплопия, вертиго, шум в ушах, острый лабиринтит Со стороны пищеварительной системы: сухость слизистой оболочки полости рта, боль в эпигастрии, анорексия, тошнота, рвота, диарея, запор. Со стороны мочеполовой системы: учащенное или затрудненное мочеиспускание, задержка мочи, ранние менструации. Со стороны органов кроветворения: гемолитическая анемия, тромбоцитопения, агранулоцитоз. Аллергические реакции: крапивница, лекарственная сыпь, анафилактический шок, фотосенсибилизация. Прочие: повышенное потоотделение, озноб.

Дифенгидрамин является одним из основных представителей группы антигистаминных препаратов, блокирующих Н1-рецепторы. Он обладает весьма выраженной антигистаминной активностью. Кроме того, он оказывает местно анестезирующее действие, расслабляет гладкую мускулатуру в результате непосредственного спазмолитического действия, блокирует в умеренной степени холинорецепторы вегетативных нервных узлов.

Важной особенностью препарата является его седативное действие, имеющее некоторое сходство с действием нейролептических веществ, в соответствующих дозах он оказывает снотворный эффект. Является также умеренным противорвотным средством. В действиях препарата на нервную систему существенное значение имеет, наряду с влиянием на гистаминовые рецепторы (возможно, Нз-рецепторы мозга), его центральная холинолитическая активность.