Gramnegative Stäbchen sind für zahlreiche Erkrankungen verantwortlich. Einige Arten sind kommensalische Organismen, die zur physiologischen Darmflora gehören. Diese Kommensalen sowie andere, aus tierischen oder Umweltreservoiren stammende Arten können Krankheiten verursachen.
Harnwegsinfektionen, Diarrhö, Peritonitis und Septikämien werden häufig durch gramnegative Stäbchen hervorgerufen.
Gram-negative Bakterien verursachen Pest, Cholera, und Typhus-Fieber. Diese Infektionen sind selten in den USA, aber häufiger in von Armut oder Krieg betroffenen Regionen auf der Welt oder dort, wo es schlechte sanitäre Einrichtungen und/oder verseuchtes Wasser und eine verseuchte Nahrungsmittelversorgung gibt. Diese Infektionen können ernst sein.