Całość tych procesów pogłębia niedotlenienie tkanek. Dysfunkcja śródbłonka i skurcz naczyń sprzyja agregacji trombocytów i powstawaniu zakrzepów. Sugeruje się, że w patogenezie nadciśnienia złośliwego dużą rolę odgrywa DIC.
Wymienia się również wpływ mechanizmów immunologicznych (obecność przeciwciał i dopełniacza w ścianach naczyń) i czynników genetycznych (częstsze występowanie antygenów zgodności tkankowej Bw35, Cw4, DR3), jednak nie ma obecnie wiarygodnych badań potwierdzających znaczenie tych czynników.
Zmiany narządowe Na skutek dysfunkcji naczyń w nadciśnieniu złośliwym dochodzi do zmian narządowych, głównie oka, nerek, serca czy mózgu. Nerki Zmiany naczyniowe w nerkach w przebiegu nadciśnienia złośliwego polegają na uszkodzeniu głównie tętniczek doprowadzających kłębuszkowych. Powstaje także martwica włóknikowata, podwojenie błony podstawnej, rozplem komórek mezangialnych, zrosty pomiędzy pętlami kłębuszkowymi a torebką Bowmana. Zmiany te są określane nazwą złośliwego stwardnienia naczyniowego nerek (malignant nephrosclerosis). Serce Obserwuje się przerost mięśnia sercowego, cechy przebudowy naczyń z wybroczynami okołonaczyniowymi. Mózg Dochodzi do upośledzenia autoregulacji krążenia mózgowego.