輕度和重度高苯丙氨酸血癥為常染色體隱性遺傳。在所有類型中，苯丙氨酸羥化酶的活性都會降低，但仍高於典型的PKU。輕度患者在正常飲食的情況下，血漿產物濃度小於 8-10 毫克/分升；而重度患者的血漿產物濃度會大大增加。目前的數據建議通過飲食療法將苯丙氨酸的濃度控制在<6 mg/dl。治療方法與典型的 PKU 相同。
四氫生物蝶呤缺乏癥也會導致血漿苯丙氨酸水平升高。四氫生物蝶呤缺乏癥是由於生物蝶呤合成障礙或缺乏二氫蝶呤還原酶，從而減少了二氫蝶呤向活性形式四氫生物蝶呤的轉化。四氫生物蝶呤是合成多巴胺和 5-羥色胺的輔助因子，缺乏這些神經遞質會導致神經系統癥狀。飲食治療可以糾正異常的血漿苯丙氨酸水平，但由於神經遞質的缺乏持續存在，嚴重的神經變性也會繼續存在。除了飲食療法外，早期開始使用左旋多巴、卡巴多巴、5-OH 色氨酸和四氫生物蝶呤進行替代治療也可能有益。