A hipoxemia secundária à ocorrência de áreas de shunt é a alteração mais importante da síndrome e não reverte com o aumento da concentração de O₂ no ar inspirado (FIO₂).

Edema e microatelectasias promovem a redução da complacência pulmonar e da histerese, o que imediatamente pode levar o paciente a sinais de aumento do trabalho expiratório.

O aumento da permeabilidade vascular e/ou da pressão hidrostática nos capilares promove o acúmulo de líquido no interior do espaço alveolar, provocando o aumento da resistência de vias aéreas.

O excesso de trabalho dos músculos respiratórios causado pelo aumento da resistência de vias aéreas e da complacência pulmonar favorece a ocorrência de fadiga muscular.

O colapso alveolar e das vias aéreas presentes preferencialmente nas porções não dependentes da gravidade comprimem os capilares alveolares, aumentando a resistência vascular pulmonar.