Il primo e il più importante fattore alla base della CKD-MBD è la ridotta eliminazione urinaria di fosfato che peggiora parallelamente alla progressione della malattia renale cronica. Inizialmente questa è compensata dall'aumento del paratormone, che aumenta l'escrezione urinaria del fosfato, e del FGF23 che concorre a mantenere elevata la fosfaturia. Con il progredire dell'insufficienza renale questi meccanismi di compenso non bastano più e si osserva un aumento della concentrazione di fosfato nel sangue (iperfosforemia). A questo punto ulteriori aumenti del paratormone (che l'organismo mette in atto tentando invano di ridurre la fosforemia) avranno come principale effetto quello di aumentare il rimaneggiamento osseo stimolando gli osteoclasti e liberando calcio dalla matrice ossea, mentre le alte concentrazioni di fosforo, insieme a FGF23 persistentemente elevato, inibiscono l'enzima 1-alfa-idrossilasi che a livello renale trasforma la vitamina D nella sua forma attiva, il calcitriolo. La carenza di vitamina D attiva porta a sua volta ad una carenza di calcio circolante per ridotto assorbimento intestinale di questo elemento. La carenza di calcio, unita all'eccesso di fosforo e all'aumentato rimaneggiamento osseo indotto dal paratormone, determina il quadro più classico dell'osteodistrofia uremica, quello detto "ad alto turnover".