小鼠及大鼠一次口服單劑鹽酸多奈哌齊的半數致死量分別為45和32mg/kg，或分別為推薦的人用最大劑量10mg/天的225倍和160倍。在動物中觀察到的與劑量相關的膽堿能興奮癥狀包括：自發運動減弱、俯臥位、蹣跚步態、流淚、陣攣狀驚闕、呼吸抑制、流涎、縮瞳、肌束震顫及體表溫度降低。
過量使用膽堿酯酶抑制劑會引起膽堿能危象，表現為嚴重的惡心、嘔吐、流涎、出汗、心動過緩、低血壓、呼吸抑制、虛脫和驚厥。可能會有進行性肌無力，如累及呼吸肌可致死。
治療用藥過量的患者，應使用一般性支持療法。鹽酸多奈哌齊過量時，可用叔胺型抗膽堿藥如阿托品作解毒劑。建議靜脈給予硫酸阿托品滴定至起效：首劑靜脈給1.0mg～2.0mg，然后根據臨床表現給藥。有報道合用其它擬膽堿藥，如與季胺型抗膽堿藥格隆溴胺(Glycopyrrolate)合并用藥時，血壓和心率反應不明顯。尚不清楚鹽酸多奈哌齊和/或其代謝物能否由透析清除(血液透析、腹膜透析或血液過濾)。