Patogeneza W patogenezie nadciśnienie złośliwego istotna jest nie sama wysoka wartość ciśnienia tętniczego, ale szybkość jego narastania. Wartości ciśnień przy których może dojść do rozwoju zmian narządowych jest zmienna osobniczo. U osób, które funkcjonowały na prawidłowych ciśnieniach nawet niewielkie podniesienie ciśnienia może być krytyczne. W warunkach doświadczalnych na zwierzętach stwierdzono, że przekroczenie średniego ciśnienia tętniczego powyżej 150 mm Hg prowadziło do rozwoju zmian narządowych.
W wyniku wzrostu ciśnienia dochodzi do niedokrwienia tkanek i rozwoju niewydolności narządowej. Proces ten zachodzi na poziomie ogólnoustrojowym i miejscowym. Wśród efektów ogólnoustrojowych wymienia się nasiloną natriurezę (zwiększone wydalenie sodu z moczem), która powoduje hipowolemię i zwiększenie aktywności układu renina angiotensyna-aldosteron (RAA), co prowadzi do skurczu naczyń (nasila go zachodzące również zwiększenie stężenia katecholamin i wazopresyny). Równocześnie dochodzi do zmian miejscowych w ścianach naczyń krwionośnych. Obserwuje się zwiększoną produkcję rodników tlenowych i prostaglandyn, uszkodzenie śródbłonka (połączone z nadmierną produkcją endoteliny), aktywację czynników mitogennych prowadzącą do przerostu błony wewnętrznej i mięśniowej w ścianach naczyń.