L'evidenza di cancro negli animali da esperimento è risultata "limitata" per i PFOS poiché si è osservato un aumento dell'incidenza di una combinazione appropriata di neoplasie benigne e maligne in un sesso di una singola specie in uno studio conforme alla BPL.
I PFOS nel mangime hanno causato adenoma epatocellulare e adenoma epatocellulare o carcinoma (combinato), con un trend positivo e significativo nelle femmine di ratto Sprague-Dawley. Le prove relative al cancro nell'uomo sono state giudicate "inadeguate" per i PFOS perché, tra i pochi studi disponibili, sono stati riscontrati risultati positivi solo sporadicamente e in modo incoerente per alcuni siti tumorali (ad esempio, testicolo seno e tiroide).