การศึกษาทางวิทยาการระบาดของเซโรโทนินเป็นพิษเป็นเรื่องยากเพราะว่าแพทย์จำนวนมากไม่รู้ว่า กลุ่มอาการเป็นวินิจฉัยอย่างหนึ่ง หรือว่าอาจจะวินิจฉัยพลาดเพราะอาการปรากฏต่าง ๆ กัน[4][62]งานสำรวจในประเทศอังกฤษปี 2541 พบว่า 85% ของแพทย์ทั่วไปที่ได้สั่งยาแก้ซึมเศร้า nefazodone ไม่รู้จักกลุ่มอาการเซโรโทนิน[35]และความชุกเยี่ยงนี้อาจเพิ่มขึ้นเมื่อใช้ยามากขึ้นที่มีฤทธิ์เพิ่มระดับเซโรโทนินในการรักษาโรคต่าง ๆ[53]การศึกษาสอดส่องหลังวางตลาด (postmarketing surveillance) พบว่า มีความชุกที่ 0.4 กรณี ต่อ 1000 คนไข้-เดือน สำหรับผู้ที่ทานยา nefazodone[35]นอกจากนั้นแล้ว คนที่ทานยา SSRIs เกินขนาดระหว่าง 14-16% เชื่อว่าเกิดอาการเซโรโทนินเป็นพิษ[38]