Células epiteliais contendo bactérias são lisadas, resultando em ulcerações superficiais e excreção de Shigella nas fezes. A morte da célula resulta do bloqueio da respiração celular. A mucosa é friável e coberta por uma camada de leucócitos polimorfonucleares. Amostras de biópsia apresentam úlceras e abscessos de cripta. Inicialmente, a inflamação fica confinada ao reto e ao sigmóide, mas, decorrendo cerca de 4 dias, a doença pode avançar e atingir o cólon proximal e, eventualmente, até o íleo terminal; um tipo de colite pseudomembranosa pode se desenvolver. Os níveis de citocinas pró-inflamatórias são elevados nas fezes e no plasma e refletem a gravidade da doença. O prejuízo à absorção de água e eletrólitos pelo cólon inflamado resulta em diarréia.