Pada pubertas prekoks sejati, karakteristik seksual sekunder anak laki-laki dan perempuan muncul sebelum usia pubertas normal (lebih awal dari 8 tahun untuk anak perempuan dan 9 tahun untuk anak laki-laki), tetapi prosesnya mirip dengan perkembangan normal. Manifestasi klinis pertama-tama adalah perkembangan payudara pada anak perempuan, dengan pembentukan nukleus dan tonjolan lokal menjadi gundukan, dan pembesaran puting dan areola secara bertahap. Pada tahap tengah perkembangan payudara, pigmentasi areola dan puting susu muncul. Laju pertumbuhan dipercepat sejak tahap awal perkembangan payudara dan percepatan pertumbuhan lebih awal, dengan peningkatan lemak subkutan yang signifikan. Sebagian besar rambut kemaluan muncul pada tahun setelah perkembangan payudara, sementara rambut ketiak muncul lebih lambat lagi, seringkali setelah menarche. Genitalia internal dan eksternal membesar, terdapat hiperpigmentasi labia minora dan keputihan berwarna putih. Usia menarche lebih awal dan mungkin ada menstruasi ovulasi. Proses perkembangan di atas bersifat kontinu dan progresif sampai kematangan seksual tercapai dan kesuburan tercapai, meskipun kecepatan prosesnya bervariasi dari orang ke orang. Pubertas dini yang sebenarnya pada kedua jenis kelamin sering mengakibatkan penyembuhan dini epifisis, yang dapat mempengaruhi tinggi badan seumur hidup orang dewasa. Testis yang membesar adalah ciri penting pertama dari pubertas dini pada anak laki-laki, diikuti oleh pertumbuhan penis, skrotum yang membesar, peningkatan lipatan kulit skrotum, pendalaman pigmentasi, pertumbuhan rambut kemaluan, peningkatan ereksi penis, emisi mani dan bahkan pertumbuhan sperma. Karakteristik seksual sekunder pria seperti rambut ketiak, jenggot, kelenjar tenggorokan, dan perubahan suara juga muncul dalam urutan yang sama dengan anak-anak remaja normal, dengan pengecualian usia tulang yang lebih awal. Pada tahap tengah perkembangan testis, tingkat pertumbuhan anak meningkat, tetapi peningkatan pematangan tulang juga menyebabkan penyembuhan dini pada tulang. Anak-anak dengan pubertas prekoks sejati, baik pria maupun wanita, memiliki penampilan fisik dan seksual seperti anak-anak yang lebih tua dengan pubertas normal, tetapi perkembangan intelektual mereka masih pada tingkat yang sama dengan usia mereka yang sebenarnya.