膿毒性休克的初期，白細胞計數可明顯減少，其中多形核白細胞可降至20%，並可伴有血小板計數急劇下降至≤50000/μl。但通常可在1~4小時內很快逆轉，白細胞總數和多形核白細胞明顯上升(多形核白細胞可升至≥80%，並且以幼稚型白細胞佔優勢)。
早期可出現伴有低PCO2 和動脈血pH增高的呼吸性鹼中毒，這也是對乳酸血癥的代償。血清碳酸氫鈉通常降低，而血清和血中的乳酸增高，隨著休克的進展，代謝性酸中毒隨之發生，早期呼吸衰竭可導致低氧血癥，氧分壓(PO2 )<70mmHg，心電圖可見ST段壓低，T波倒置，偶見房性或室性心律不齊，由於腎功能衰竭和肌酐清除率降低，血尿素氮和肌酐濃度逐漸上升。
