Патогенетической основой ОНН чаще всего является инфекционный шок, ведущий к острому сосудистому спазму, кровоизлияниям и некрозу коры и мозгового слоя надпочечников. Кровоизлияния в надпочечники сопровождаются повреждением стенки капилляров вследствие токсемии. Развиваются общие сосудистые нарушения, диссеминирования внутрисосудистая коагуляция и активация фибринолиза.
В результате отсутствия синтеза глюко- и минералокортикоидов надпочечниками происходит потеря ионов натрия и хлоридов с мочой. Вследствие этого теряется внеклеточная жидкость, наступает обезвоживание организма, уменьшается объем циркулирующей крови, что приводит к шоку. В отстуствии гормонов коры надпочечников повышается уровень калия в сыворотке крови, межклеточной жидкости и клетках. Избыток калия в сердечной мышце ведет к нарушению сократительной способности миокарда, снижаются функциональные резервы сердца.
Нарушение углеводного обмена ведет к снижению уровня гликемии и уменьшению запасов гликогена в печени, скелетных мышцах. За счет нарушения белкового обмена накапливаются продукты азотистого обмена.