Po przedostaniu się do krwiobiegu wiąże się ze specjalnymi białkami wiążącymi (LBP). Taki kompleks jest wychwytywany przez receptory CD 14 znajdujące się na powierzchni monocytów, makrofagów i neutrofilów, a także receptory wolno krążące w osoczu (są one później wychwytywane przez komórki śródbłonka). Po związaniu kompleksu LBP-lipopolisacharyd z CD 14 dochodzi do przekazania sygnału do wnętrza komórki przy pomocy receptorów TLR (w przypadku LPS jest to TLR 2 i 4) oraz białka MD-2.
Przekazany sygnał powoduje odłączenie inhibitora od czynnika jądrowego NFκB, który, uaktywniony w ten sposób, wnika do jądra komórkowego i indukuje ekspresję genów kodujących mediatory reakcji zapalnej. W wyniku tego następuje wyrzut cytokin i chemokin prozapalnych takich jak: interleukina 1, interleukina 6, interleukina 12, interleukina 15, interleukina 18 oraz TNF-α. TNF-α jest jednym z głównych mediatorów reakcji septycznej, stymuluje leukocyty i komórki śródbłonka do wydzielania innych cytokin oraz samego siebie.