L'infiammazione è una parte normale della risposta immunitaria umana, per cui i leucociti (globuli bianchi), compresi neutrofili (globuli bianchi che si specializzano nella causa dell'infiammazione) e le chemochine (proteine rilasciate da alcune cellule, che attivano o suscitano una risposta da parte altre cellule) si accumulano in qualsiasi posizione del corpo in cui si verificano le infezioni batteriche o virali. L'infiammazione interferisce con l'attività di batteri e dei virus e serve per eliminarli dal corpo. Nella panbronchiolite diffusa, i batteri come l'"Haemophilus influenzae" e il "Pseudomonas aeruginosa" possono causare una proliferazione delle cellule infiammatorie nei tessuti bronchiali. Tuttavia, quando i batteri non sono presenti con la panbronchiolite diffusa, l'infiammazione continua per un motivo ancora sconosciuto. In entrambe le circostanze, l'infiammazione correlata alla condizione può essere così grave le cellule infiammatorie possono formare dei noduli nelle pareti dei bronchioli. La presenza dell'infiammazione e l'infezione nelle vie aeree provoca anche la produzione di muco in eccesso, che deve essere espulso come espettorato. La combinazione di infiammazione, sviluppo di noduli, infezione, muco e frequente tosse contribuiscono alle difficoltà di respirazione nella panbronchiolite diffusa.