感染百日咳杆菌后平均7～10天，就会出现症状。细菌侵入喉、气管和支气管粘膜，使粘膜的分泌物增加。最初，分泌物为稀薄粘液，但逐渐变得粘稠。感染持续约6周，可分为3个阶段：轻微的、类似感冒的阶段(卡他期)，严重咳嗽阶段(发作期)和逐渐恢复阶段(恢复期)。
1.临床表现：
潜伏期2～20天，平均7~10天。临床分卡他期、痉咳期、恢复期。
1.1.炎症期(卡他期)：约1～2周。起病初为上呼吸道感染表现，如低热、流涕，1～3天后，上述病态缓解，但咳嗽不减，且日渐加重，尤以夜间为甚。此期传染性最强，治疗效果亦最好，但易漏诊。
1.2.痉咳期：持续时间约2~6周或更长。本期特点是出现阵发性痉挛性咳嗽。主要因百日咳杆菌内毒素刺激咳嗽中枢所致，多数是自发的，亦可形成条件反射。痉咳时表情痛苦，面红耳赤，涕泪交流，舌向外伸，口唇紫绀，颈静脉怒张，身体弯曲缩成一团，极为痛苦。病儿可连咳十几声或数十声，而致缺氧紫绀，此时患儿不得不吸—长气，但声带仍处于紧张状态，吸入的空气经过痉挛的声门时而发出“鸡鸣”样吸气声。如此反复多次，直至吐出黏液性痰而停止，并常伴有呕吐，夜间发作频繁。痉咳重者可有咳血、颜面浮肿、结膜出血、鼻出血、舌系带溃疡等。肺部可无体征或闻及干罗音。新生儿和幼婴儿声门较小，痉咳时声门完全关闭，加上粘稠分泌物的窒息性发作，如抢救不及时可导致死亡。成人及年长儿可无典型的痉挛性咳嗽表现。严重者因脑缺氧而抽搐。如无并发症2～6周痉咳嗽次数减少而转入恢复期。
1.3.恢复期：痉咳次数减少，鸡鸣样吸气声消失，持续2～3周后咳嗽好转，如有并发症病程延长。
2.并发症：
常危及病儿生命。
2.1.呼吸系统：支气管肺炎(最常见)、肺不张、肺气肿及皮下气肿。
2.2.中枢神经系统：百日咳脑病是最严重的并发症，发生于痉咳期，因脑缺氧、脑血管病变或颅内出血所致，临床症状为惊厥、反复抽搐、高热、昏迷或脑水肿。
2.3.结核病恶化：百日咳可使原有肺结核恶化，甚至引起血行播散，而发生粟粒性结核病或结核性脑膜炎。
2.4.其他：舌系带与下切齿摩擦而致舌系带溃疡。由于腹腔内压力增高，可发生脐疝、直肠脱垂等。
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