细菌性痢疾的肠道病变主要发生于大肠，以乙状结肠和直肠为主，严重者可以波及整个结肠，以及回肠的末端。急性菌痢(急性细菌性痢疾)的典型病变过程是初期的急性卡他性炎，随后出现特征性的假膜性炎和溃疡，最后愈合，肠黏膜基本的病理变化是弥漫性纤维蛋白渗出性炎症。早期有点状出血，病情进展形成浅表的坏死，表面有大量的黏液脓性渗出物，渗出物中可以见大量纤维素与坏死组织、炎症细胞、红细胞以及细菌，一起形成特征性的假膜。一周左右的时候假膜开始脱落，形成大小不等、形状不一的地图样溃疡。肠道严重感染可以引起肠系膜淋巴结肿大，或肝、肾等实质脏器的损伤。
中毒性菌痢肠道病变比较轻微，突出的病理改变是大脑和脑干的水肿，以及神经细胞变性。慢性菌痢可出现肠黏膜水肿和肠壁增厚，肠黏膜溃疡不断形成和修复，导致溃疡和息肉形成，少数病例会出现肠腔的狭窄。