Le cellule granulari dell'apparato iuxtaglomerulare nel rene colpito dalla stenosi rilevano una riduzione del flusso di sangue, che viene interpretata come un calo della pressione arteriosa. Il rene quindi risponde attivando il sistema renina-angiotensina-aldosterone, innescando cioè la sintesi e la liberazione nel circolo ematico di sostanze che concorrono ad aumentare i valori pressori. Questo, in un soggetto che precedentemente aveva normali valori di pressione arteriosa, porta a ipertensione. Al tempo stesso la riduzione del flusso di sangue attraverso i glomeruli nel rene interessato determina diminuzione della velocità di filtrazione glomerulare, cioè della capacità del rene di depurare il sangue. Questo, insieme al danno determinato dall'ipertensione sull'altro rene, può determinare nel tempo l'instaurarsi di insufficienza renale cronica, la cui probabilità e rapidità di evoluzione differiscono in base alla causa della stenosi.