Objawy i przebieg Zespół hemolityczno-mocznicowy zwykle jest poprzedzony infekcją przewodu pokarmowego przebiegającą z biegunką. Biegunka pojawia się zwykle 3 dni po spożyciu zakażonego pokarmu, choć okres inkubacji może wynosić 1–12 dni. Werotoksyna produkowana przez bakterie EHEC może powodować znaczne szkody w okrężnicy, powodując kurczowe bóle brzucha i krwotoczne zapalenie okrężnicy. Możliwe są postacie łagodniejsze bez krwawej biegunki. Zakażenie w 80–90% przypadków ustępuje samoistnie w ciągu 5–8 dni od wystąpienia objawów. U 10–15% przypadków w ciągu 7–10 dni od początku objawów rozwija się zespół hemolityczno-mocznicowy.
Zespół hemolityczno-mocznicowy charakteryzuje typowa triada objawów: ostra niewydolność nerek, mikroangiopatyczna niedokrwistość hemolityczna, trombocytopenia.
W zespole pojawia się niedokrwistość hemolityczna z obecnością fragmentów erytrocytów (schistocyty) z ujemnym testem Coombsa, trombocytopenią i ostrym uszkodzeniem nerek. Stwierdza się obniżenie liczby erytrocytów, stężenia hemoglobiny, zwiększoną ilość retikulocytów. Pomimo małopłytkowości (zwykle poniżej 100 000/mm3) zwykle nie występuje plamica i czynne krwawienia. Objawy hematologiczne ustępują w ciągu 1–2 tygodni.