腸出血性大腸桿菌感染潛伏期1-14天，常見為4-8天。輕者可不出現任何癥狀和體征，或僅出現輕度腹瀉。部分病人有發熱或上感癥狀，發熱為自限性，一般1-3天消退。多數患者5-10天內痊愈。重者則可引起出血性腸炎，少數人，尤其是兒童和老人可在病程1-2周出現溶血性尿毒綜合癥或血栓性血小板減少性紫癜等并發癥。
1. 出血性腸炎在腸出血性大腸桿菌感染中較為常見。典型表現為右下腹劇烈疼痛、腹瀉，早期可為水樣便，接著表現類似下消化道出血的鮮血便或鮮血樣便，量中等。常伴低熱或不發熱。病程7～10d，有時可延長達12d。部份患者感染后1周發生溶血性尿毒癥征群。乙狀結腸鏡檢查見腸粘膜充血、水腫、腸壁張力低下。鋇灌腸X線檢查可見升結腸、橫結腸粘膜下水腫。其實，早在七十年代，美國、日本、歐洲等地均報道過局部缺血性腸炎的散發病例，但直到1982年才明確了O157H7大腸桿菌感染與出血性腸炎的關系。
2. 腎溶血性尿毒綜合癥 (hemolytic-uremic syndrome HUS)溶血性尿毒綜合癥是由一系列不同病因、不同病理機制作用引起的多因素疾病。除腸出血性大腸桿菌外，許多細菌和病毒都可引起腎溶血性尿毒綜合癥，如痢疾桿菌、傷寒桿菌、肺炎鏈球菌、立克次體樣微生物、EB病毒、柯薩奇病毒等。腎溶血性尿毒綜合癥的主要表現為急性腎衰、血小板減少癥和微血管異常溶血性貧血。主要臨床癥狀和體征為血尿、少尿、無尿、皮下粘膜出血等。在O157H7大腸桿菌感染的人群中，兒童和老人最易患腎溶血性尿毒綜合癥，其造成的病死率可高達10-30%。
3.血栓性血小板減少性紫癜在臨床特點上與腎溶血性尿毒綜合癥很象，但神經系統癥狀及發熱更明顯。病情發展迅速，90天內有70%的病人死亡。多數血栓性血小板減少性紫癜患者具有5種癥狀，即發熱、血小板減少癥、微血管異常溶血性貧血、腎功能異常（血尿、蛋白尿、急性腎衰）和神經系統癥狀（頭痛、輕癱、昏迷、間歇性譫妄）。