1. Giai đoạn I (Giai đoạn báo động thần kinh, nội tiết)
- Trong giai đoạn này có nhiều yếu tố kích thích như: đau do chấn thương, mất máu, độc tố vi khuẩn, độc tố ở các tổ chức dập nát từ ngoại biên. Các yếu tố này truyền theo các dây thần kinh cảm giác lên trung ương qua hệ liên võng, dưới đồi, hệ limpic. Các xung động thần kinh sẽ được sàng lọc, khuyếch đại hay thu hẹp, truyền lên vỏ não, sau đó não sẽ báo động xuống hệ thần kinh giao cảm, phó giao cảm, huy động các nội tiết để đối phó với các tình huống mới. Các nội tiết tố chủ yếu là adrenaline, noradrenaline, ngoài ra còn ADH và các nội tiết của tuyến thượng thận.
2. Giai đoạn II (Giai đoạn phản ứng bù trừ với các rối loạn về tuần hoàn)
- Để hạn chế mất máu, mất dịch, giữ khối lượng tuần hoàn và đảm bảo nuôi dưỡng các cơ quan sống, các chất adrenaline, noradrenaline gây co mạch máu để dồn máu ngoại vi vào trung ương để duy trì chức năng sống các cơ quan sinh tử như não, tim, phổi, ngoài ra còn làm giãn động mạch vành để cung cấp đầy đủ oxy cho cơ tim. Tuy nhiên cũng có nhược điểm:
- Tại chỗ: Do co mạch gây ứ trệ tuần hoàn tại chỗ, dịch thoát ra ngoài mao mạch gây phù nề và giảm khối lượng tuần hoàn, trong lòng mạch có hiện tượng tụ tập bạch cầu, tiểu cầu và hồng cầu kết dính với nhau.
- Toàn thân: Co mạch ngoại biên gây tăng gánh sau tim, co mạch làm máu về tim giảm nên lưu lượng tim cũng giảm, tuần hoàn vành của tim giảm gây thiếu oxy cơ tim và dễ gây suy tim. Đối với phổi, gan, thận dẫn đến phổi sốc, gan sốc, thận sốc...
Do thiếu oxy, chuyển hóa các chất bị rối loạn, chuyển hóa glucose theo đường kỵ khí gây tích tụ axít lactic tạo ra toan chuyển hóa. Do tác dụng của các catecholamine các chất mỡ của cơ thể chuyển thành axít béo tự do, chạy vào tuần hoàn đóng thành hòn gây tắc mạch.
Ở phổi không tập hợp được chất diện hoạt (sulfactant) do rối loạn chuyển hóa mỡ nên phổi dễ bị xẹp gây suy hô hấp. Do rối loạn vi tuần hoàn gây ứ đọng axít lactic tạo ra sự kết dính hồng cầu, tiểu cầu, bạch cầu (hiện tượng Sludge). Các tế bào nội mô mạch máu bị phá hủy, giải phóng yếu tố tiểu cầu hoạt hóa các yếu tố đông maúu tạo ra các hiện tượng đông máu rãi rác trong lòng mạch (CIVD) làm cho thiếu oxy trầm trọng hơn tạo nên một vòng luẩn quẩn của sốc rất khó điều trị.
4. Giai đoạn IV (Giai đoạn hoại tử tế bào)
Là giai đoạn sốc không hồi phục. Các tế bào không được nuôi dưỡng sẽ thiếu oxy. Nước và muối lọt vào tế bào làm phình ra. Các Lisosome cũng bị phá hủy giải phóng các men như hydrolyza, proteaza làm huyết áp tụt nhiều hơn, sốc nặng hơn và dẫn đến bệnh nhân tử vong.