1、腸道外感染。
多為內源性感染，以泌尿系感染為主，如尿道炎、膀胱炎、腎盂腎炎。也可引起腹膜炎、膽囊炎、闌尾炎等。嬰兒、年老體弱、慢性消耗性疾病、大面積燒傷患者，大腸桿菌可侵入血流，引起敗血癥。早產兒，尤其是生後30天內的新生兒，易患大腸桿菌性腦膜炎；
2、急性腹瀉。某些血清型大腸桿菌能引起人類腹瀉。其中腸產毒性大腸桿菌會引起嬰幼兒和旅遊者腹瀉，出現輕度水瀉，也可呈嚴重的霍亂樣癥狀。腹瀉常為自限性，壹般2～3天即愈，營養不良者可達數周，也可反復發作。腸致病性大腸桿菌是嬰兒腹瀉的主要病原菌，有高度傳染性，嚴重者可致死。細菌侵入腸道後，主要在十二指腸、空腸和回腸上段大量繁殖。此外，腸出血性大腸桿菌會引起散發性或暴發性出血性結腸炎，可產生誌賀氏毒素樣細胞毒素。
舉例
病原體：大腸桿菌O157 : H7是大腸桿菌的其中壹個類型，該種病菌常見於牛只等溫血動物的腸內。這壹型的大腸桿菌會釋放壹種強烈的毒素，並可能導致腸管出現嚴重癥狀，如帶血腹瀉。
病征：患者可能出現各種癥狀，包括嚴重的水瀉、帶血腹瀉、發燒、腹絞痛及嘔吐。情況嚴重時，更可能並發急性腎病。5歲以下的兒童出現該等並發癥的風險較高。若治療不當，可能會致命。