Se debe al déficit de la enzima 4-hidroxifenilpiruvato dioxigenasa que es activa tanto en hígado como en riñón. La herencia es autosómica recesiva y el gen ha sido localizado en 12q24-qter. No se han descrito mutaciones asociadas aún. Esta es la enzima que es inhibida por NTBC en el tratamiento de los pacientes con tirosinemia tipo Ia o Ib.

Sólo se conocen unos pocos casos y el espectro clínico no se conoce exactamente. Los pacientes detectados fueron encontrados por pesquisa neonatal o al encontrar aumento de los niveles de tirosina en personas que tenían síntomas neurológicos. No se ha encontrado síntomas oculares o cutáneos, probablemente porque los niveles de tirosina encontrados se encuentran entre 500 y 1200 uM/L. También se encuentra aumento de los ácidos fenólicos 4-hidroxifenil-pirúvico, -láctico y acético. No se conoce la causa de los síntomas neurológicos, probablemente sea por los niveles altos de tirosina.

Se desconoce si la restricción dietética de tirosina y fenilalanina tiene efecto en esta forma de tirosinemia. Aunque el retardo mental y daño neurológico pueden ser ocasionados por el aumento de tirosina plasmática, el tratamiento debería ser igual a la tirosinemia II.

El nivel seguro de tirosina no ha sido determinado, pero se sabe que el uso de NTBC en la tirosinemia I, inhibe la misma enzima 4-hidroxifenilpiruvato dioxigenasa que causa la tirosinemia III. Por ese motivo se recomienda mantener nivel de tirosina < 500 uM/L para prevenir alteraciones oculares.