埃希大肠杆菌在正常情况栖居于胃肠道，当它具有移生性，肠毒性，细胞毒性或侵袭毒力特性时，便可成为水样，炎症性或血性腹泻的主要致病菌·偶尔也可引起溶血-尿毒症综合征·如正常解剖屏障被破坏，便可扩散至邻近组织或进入血流·

尿路是埃希大肠杆菌最常见的肠外感染部位,一般是从体外移生而至的.肝胆,腹膜,皮肤和肺部感染也可发生.该菌也是菌血症的一个重要原因,这种菌血症的发生往往无明显的入侵门户.该菌也是一种机会病原菌,它可使因其他疾病而抵抗力低下的病人(如癌肿,糖尿病,肝硬化)或接受皮质类固醇,放射疗法,抗癌药物或抗生素治疗的病人致病.

埃希大肠杆菌菌血症和脑膜炎常见于新生儿,特别是早产婴儿(参见第260节新生儿感染中的新生儿脑膜炎和新生儿败血症).产肠毒素和肠致病性埃希大肠杆菌可引起婴儿腹泻和成人中的旅游者腹泻.埃希大肠杆菌中的肠出血菌株,如O157:H7,可引起血性腹泻并且可因溶血-尿毒症综合征而复杂化.吃不熟的牛肉常可获此菌种的感染.其他一些肠道侵袭性的埃希大肠杆菌菌种正在涌现并将成为热带地区儿童和艾滋病患者持续性腹泻的潜在性重要原因.

若临床上怀疑为埃希大肠杆菌感染,需经培养和相应的生化或毒力试验证实,革兰氏染色不能区分埃希大肠杆菌和其他革兰氏阴性杆菌.只有用研究的方法才能检测特异性肠毒力特性.治疗可凭经验开始,然后根据抗生素敏感试验的结果作相应的调整.虽然多数菌种对氨苄青霉素和四环素仍是敏感的,但其他药物的应用正在增加,包括替卡西林,哌拉西林,头孢菌素类,氨基糖苷类,TMP-SMX和喹诺酮类药物(成人).为排除脓液,切除坏死病变或清除异物需求助于外科手术.