Le premier épisode où la même souche a été isolée chez les malades et dans l'aliment est celui de 1971 aux USA. Le sérogroupe en cause était 124.

Les sérotypes d'E. coli (O124, O136 et O144) causent la diarrhée chez les enfants plus âgés et chez les adultes. Ces sérotypes envahissent les cellules épithéliales (épithélium) du gros intestin et provoquent un syndrome clinique semblable à celui causé par Shigella, les pouvoirs biochimiques et antigéniques sont également identiques. La seule différence est le nombre de bactéries nécessaires pour provoquer l'infection (10^9 pour EIEC, et 10^3 pour Shigella).

L'incubation va de 12 à 72 Heures. Le tableau clinique est celui d'une dysenterie et d'une ulcération caractérisée par la diarrhée mucopurulentes voire sanglantes mais peu abondante. Il y a toxémie avec malaises et fièvre ; les douleurs abdominales son intenses.

Ils sont capables d'envahir la muqueuse du colon humain grâce à une phagocytose induite dans les cellules épithéliales de la muqueuse intestinale (côlon). Le processus d'invasion de la muqueuse comporte plusieurs étapes essentielles ; accès à la surface des cellules épithéliales, dislocation de la bordure en brosse et invagination de la membrane cytoplasmique apicale avec internalisation (endocytose) de la bactérie dans une vacuole intracytoplasmique. La membrane de la vacuole de phagocytose est alors rapidement lysée, permettant une multiplication bactérienne intracellulaire et la mort de la cellule hôte. Les bactéries envahissent les cellules adjacents et initialisent une réponse inflammatoire intense de la lamina propria ; ce qui limite l'infection à l'intestin.

Les E. coli EIEC produisent des toxines Shiga-like comme les E. coli EPEC mais ces deux types de bactéries sont très différentes par leur comportement sur les modèles expérimentaux de pathogénèse.

Les rares cas de septicémie comme les EIEC se rencontrent chez les hôtes immunodéprimés. Chez les shigella comme les EIEC les étapes successives d'interaction entre la bactérie et les cellules hôtes eucaryotes sont à déterminisme extra-chromosomique. Les étapes suivantes de survie et de multiplication au sein des tissus sont codées par des gènes chromosomiques.