W organizmie zwierząt chorych mogą znajdować się także różne serotypy zarazka. Enterotoksyna działając na śluzówkę jelit w połączeniu z endotoksyną powoduje zapalenie jelit i objawy zatrucia. Neurotoksyna wchłonięta do organizmu z przewodu pokarmowego prowadzi do wystąpienia charakterystycznych objawów ze strony układu nerwowego oraz przyczynia się do powstania chorób, np. choroby obrzękowej u świń.
Zakażenia u człowieka mały|250px|Kolonie Escherichia coli – hodowla na szalce Petriego Bakterie Escherichia coli, które są nieszkodliwe w jelicie, mogą powodować schorzenia innych układów: Gdy dostaną się do układu moczowego, powodują jego zakażenia. Są najczęstszą przyczyną zakażeń (60–80%) dróg moczowych. Czynnikiem sprzyjającym jest cewnikowanie – około 80% cewnikowanych mężczyzn i 30% kobiet ma bakteriurię. Są drugim czynnikiem etiologicznym, po Streptococcus agalactiae, zapalenia opon mózgowych u noworodków. Niektóre szczepy Escherichia coli produkujące egzotoksynę czasem powodują zatrucia pokarmowe najczęściej spowodowane spożyciem zakażonego pokarmu. Przebieg schorzenia ma różne nasilenie, czasem może być bardzo groźne, ale w większości objawy nie są ciężkie.