Es menys freqüent. Quan el tiroides sintetitza massa tiroxina (T4 alta i TSH baixa), els símptomes predominants son la pèrdua de pes, taquicardies, nerviosisme, insomni, sudoració.

Pot deure’s a un procés autoimmune (en aquest cas, la inflamació fa que la glàndula treballi en excés), la malaltia de Graves, o bé ser causat per un nòdul tiroidal hiperfuncionant (malaltia de Plummer).
Cal mantenir el tractament antitiroïdal força temps (1-2 anys per evitar recaigudes). En cassos recurrents o quan hi han nòduls associats, la cirurgia o el radioiode poden ser una opció efectiva.