（一）尿路感染 常引起急性尿路感染，可表现为膀胱炎或肾盂肾炎。病人本身存在各种原因引起的尿路梗阻是重要诱发因素。常由04、06、075等血清型引起，细菌为具有粘附因子的尿路致病性大肠杆菌，是尿路感染最常见的病原菌。膀胱炎有尿频、尿急、尿痛等膀胱刺激征，肾盂肾炎则尚有高热、腰痛等全身症状。
（二）腹腔感染 阑尾穿孔、胃及十二指肠溃疡穿孔、小肠憩室炎症穿孔以及全身感染等，均可引起腹腔内脓肿。大肠杆菌所致的脓肿常合并有厌氧菌如：厌氧链球菌、梭状芽胞杆菌、拟杆菌等感染，故脓液多有臭味。
（三）胆道感染 常发生于有胆石症的病人，胆石梗阻胆囊管或胆管，临床表现为发热、右上腹痛或绞痛，向右肩放射，局部有压痛、肌卫等，伴有其他毒血症症状，部分病例可伴发中毒性休克、黄疸等，
或引起胆管炎、肝脓肿及门静脉血栓性静脉炎等。
（四）肺部感染 大肠杆菌为革兰阴性杆菌肺炎的病原之一。正常的呼吸道粘膜表层由连结素包裹，对革兰阳性细菌有特殊受体。任何对机体的有害因素均可使唾液中降解连结素的蛋白分解酶增加，使连结素破坏，粘膜下组织的革兰阴性菌受体暴露，因而导致大量革兰阴性菌定植；宿主如果微量吸入呼吸道分泌物后即可发生革兰阴性杆菌肺炎。大肠杆菌肺炎大多为医院内感染，或有严重基础疾病(如：糖尿病、慢性阻塞性肺部病变)的门诊病人。临床表现大多为累及肺下叶的支气管肺炎，部分病人可伴发脓胸、败血症等，病死率可高达50%或以上。
（五）败血症 大多发生在肾盂肾炎或其他尿路感染者中，尤其合并尿流不畅的病人；或发生于腹腔感染、肠道感染及盆腔感染的基础上，在院内感染革兰阴性杆菌败血症中居首位。起病多急骤，高热，主要特点为细菌内毒素引起的全身毒血症症状、神志淡漠、反应迟钝，部分病人可出现中毒性休克、DIC等。血中补体水平下降，少数病人可继发迁徙性病灶。
（六）肠道感染 致病性大肠杆菌常引起婴儿腹泻，有时可在病房或婴儿室引起暴发流行。产肠毒素大肠杆菌所致者大多症状较轻，有水泻、腹痛等，发热不显著，3～4日自愈；但少数病例可发生寒战、高热、恶心、呕吐、肠痉挛者。侵袭性大肠杆菌引起的腹泻常有粘液血便，与菌痢难区别。肠集聚性大肠杆菌常引起旅游者腹泻，或在儿童中引起持久腹泻。肠出血性大肠杆菌可引起出血性结肠炎的大面积暴发流行，通常病人不发热，也不引起肠粘膜的侵袭或炎症；但在老年病人中有死亡的报道。有的菌株可产生志贺菌样毒素，并引起溶血-尿毒症综合征。
（七）其他 新生儿常可发生大肠杆菌败血症及脑膜炎，尤其多见于早产儿。新生儿脑膜炎大多由大肠杆菌或B组链球菌引起，尤其是具有Ki荚膜抗原的大肠杆菌。流行病学研究证实妊娠期妇女的胃肠道中Ki大肠杆菌的定植率增高，此种菌株日后可引起新生儿脑膜炎。可采用氨苄西林合井头孢噻肟作为经验治疗。