菌痢的致病菌是志賀菌，志賀菌釋放的內毒素入血以後可引發發熱和全身毒血癥。中毒性菌痢的發病機制，可能是特異性體質對內毒素的超敏反應，內毒素可直接作用於腎上腺髓質、交感神經系統和單核吞噬細胞系統，釋放多種血管活性物質，引起急性微循環障礙，進而引起感染性休克、DIC等導致重要臟器功能衰竭，以腦組織受累比較重。
志賀菌釋放的志賀毒素能不可逆的抑制蛋白質合成，從而導致上皮細胞損傷，可引起出血性結腸炎和溶血性尿毒綜合徵等。中毒性菌痢多見於2-7歲的兒童，起病急驟、高熱、全身中毒症狀明顯，臨床上可表現為感染性休克和中毒性腦病。病初腸道症狀輕或缺如，做肛拭檢查可發現粘液膿血便。