Грамнегативні бацили відповідають за численні захворювання. Деякі з них є коменсальними мікроорганізмами, присутніми серед нормальної кишкової флори. Ці коменсальні мікроорганізми, а також інші мікроорганізми з таких резервуарів, як тваринний світ та оточуюче середовище, можуть викликати захворювання.
Діарея, перитоніт, а також інфекції сечовивідних шляхів, шлунково-кишкового тракту, жовчовивідних шляхів та кровотоку зазвичай викликаються грамнегативними бацилами.
Грамнегативні бактерії викликають чуму, холеру та черевний тиф. Ці інфекції рідко зустрічаються в Сполучених Штатах Америки, але є більш поширеними в регіонах світу, які страждають від незадовільних санітарно-гігієнічних умов та/або від уживання непридатної для пиття води чи продуктів харчування. Ці інфекції можуть бути серйозними.