本病在急性发作时常有支气管粘膜纤毛上皮细胞的损伤和脱落，粘膜上皮和粘膜下层有炎症细胞的浸润。腺体分泌功能亢进，粘液腺明显增多。由于粘膜上皮的再生修复能力较强故损伤不严重时尚易复原。但如反复发作，可引起粘膜上皮的局灶性增生和鳞状上皮化生，纠毛上皮细胞有同等程度损坏，纤毛变短，参差不齐或稀疏脱落。支气管壁有各种炎性细胞浸润、充血、水肿和纤维增生。支气管粘膜发生溃疡，肉芽组织增生，严重者支气管平滑肌和弹性纤维也遭破坏。细支气管的软骨可发生不同程度的萎缩与变性，部分被结缔组织所取代，细支气管壁的支撑力明显减弱。粘液和炎症渗出物易在支气管内潴留，因而容易发生继发感染。
慢性支气管炎早期，常规通气功能检查可正常，但直径＜2mm的小气道已有部分阻塞、陷闭，使闭合容量增高。病变进一步累及较大支气管时，可有气道阻力增加，常规通气功能如第一秒用力呼气量、最大通气量及用力呼气中段流量均轻度降低，肺活量正常或轻度降低，残气量也可稍有增加，提示阻塞性通气功能障碍。上述功能改变经合理治疗尚能恢复。若并发阻塞性肺气肿则残气量明显增高，肺总量也有增加，通气功能达到难以逆转的损害。