Los bacilos gramnegativos son causantes de un gran número de enfermedades. Algunos de ellos son microorganismos comensales presentes en la flora intestinal normal. Estos microorganismos comensales más otros provenientes de reservorios animales o del medioambiente pueden causar enfermedades.
La diarrea, la peritonitis y las infecciones de las vías urinarias, el tubo digestivo, las vías biliares y el torrente sanguíneo suelen estar causadas por bacilos gramnegativos.
Las bacterias gramnegativas causan peste, cólera y fiebre tifoidea. Estas infecciones son raras en los Estados Unidos, pero son más comunes en áreas del mundo que tienen condiciones sanitarias deficientes y/o un suministro de agua y alimentos inseguros. Estas infecciones pueden ser graves.