Az akut gyulladás jellemzői tovább folytatódnak, amikor a gyulladás krónikussá válik. Ezek közül jellemző az erek tágulata (vazodilatáció), a megnövekedett véráramlás, a kapillárisok átjárhatóságának növekedése és a neutrofilek kiáramlása a fertőzött területre a kapillárisfalon keresztül (diapedézis). A fentiek után azonban a fehérvérsejtek összetétele gyorsan megváltozik, és a rövid életidejű neutrofilek helyébe lépnek a makrofágok és a limfociták. Azaz a krónikus gyulladás jellemzői a gyulladással összefüggő immunsejtek, mint például a makrofágok és a limfociták, illetve plazmasejtek beáramlása a szövetbe, ahol gyulladásos citokineket, növekedési faktorokat, enzimeket termelnek, ezzel is hozzájárulva a szövet további károsodásához. Ezzel viszont a másodlagos javító mechanizmusok is megindulnak, mint például a fibrózis és a granulóma kialakulása stb.

Akár a külső antigének, akár a saját antigének hatására, a szöveti immunsejtek, mint a makrofágok és dendritikus sejtek, citokineket, például IL-1-et és TNF-α-t bocsátanak ki. Ezek a citokinek a sérült szövet területén kiváltják, hogy az endoteliális sejtek szelektineket és integrineket bocsássanak ki, melynek következtében a cirkuláló leukociták kemotaxisát és diapedezisét stimulálják. A szöveti makrofágok és dendritikus sejtek ezen túlmenően fagocitálják az antigéneket, ezzel is csökkentve a károsító ágensek koncentrációját, miközben antigénprezentáló sejtekként funkcionálnak, amelyek citokineket bocsátanak ki a limfociták osztódásának és aktiválásának szabályozására. Amint a leukociták aktiválódtak, további citokin és egyéb gyulladásos mediátor termelése következik be. A neutrofilek az első vonalban aktiválódnak, és az akut gyulladásban a legdominánsabb a szerepük. A neutrofilek által tartalmazott granulumok lizozimben, metalloproteinázokban és mieloproteinázokban gazdagok, kibocsátásuk az antigének enzimatikus emésztéséhez vezet. A neutrofilek ugyancsak elpusztítják az antigént fagocitózissal, reaktív oxigéngyökök és különféle citokinek, például IL-1, IL-6, és TNF-α kibocsátásával. A limfociták két fő csoportja a T- és B-limfociták a védelmi vonal következő elemei. Szerepük kiemelten fontos a komplex gyulladásos folyamatok szabályozásában. Szabályozó szerepük közé tartozik a további citokinkombinációk kibocsátása a limfociták kostimulációjára és a B-sejtek által történő ellenanyag-termelésre, mely immunkomplexek kialakulásához vezet. A cirkuláló vérlemezkék ugyancsak szerepet játszanak a gyulladásban azáltal, hogy aggregálódnak, trombust formálnak és degranulációjukkal kemokineket és gyulladásos mediátorokat szabadítanak fel.