Il reflusso vescico-ureterale comporta modificazioni patologiche a livello dell'uretere, della pelvi e del rene. In particolare si osserva, nel tempo, una progressiva dilatazione della pelvi e contemporaneo allungamento dell'uretere, che assume un aspetto tortuoso. Tali fenomeni dipendono dall'aumento della pressione idrostatica nelle vie urinarie, oltre che del volume di urina trasportato per unità di tempo, associato a debolezza della muscolatura ureterale. Inoltre l'aumento della pressione idrostatica può determinare un reflusso dell'urina attraverso i calici renali fino all'interstizio renale, generando un processo infiammatorio che tende a cronicizzare e la successiva formazione di cicatrici; questa patologia è detta nefropatia da reflusso.