细菌污染反应较少见，但后果严重。常见的细菌为G-杆菌，如大肠杆菌，可在4～6℃的血液冷藏期内迅速繁殖。有时也可为G+球菌或所谓的“非致病菌”，由于毒性小，可能只引起一些类似发热的症状。其原因有采血或输血时无菌技术不严，操作不规范；保存液、输血用具等消毒不严或消毒后放置时间太长；献血员有化脓性病灶；血液在室温中放置时间太长或输血时间太长等。临床表现轻者仅有发冷、发热，与发热反应不易区别；重者表现为烦躁不安、剧烈寒战、高热、呼吸困难、发绀、腹痛等，甚至可发生中毒性休克、急性肾功能衰竭、肺水肿，致病人短期内死亡。
快速的诊断方法是对血袋内剩余血液作直接涂片检查，同时进行病人血和血袋血的细菌培养，必要时可反复培养。
预防应严格执行各项采血、储血、输血的规章制度，凡血袋内血浆混浊、有絮状物或血浆呈粉红色或黄褐色及血浆发现较多气泡者均应认为有细菌污染而不能使用。如疑及细菌污染反应，应立即停止输血，在诊断明确前即应迅速抗感染和抗休克治疗，具体措施与感染性休克的治疗相同。
