Az antigénnel való második találkozás (illetve az antigén elhúzódó jelenléte) már a DTH effektor fázisát indukálja. Az aktivált Th-sejtek (ritkábban, főleg vírusantigéneknél CD8+ T-sejtek) citokineket termelnek és ez a monocyták és más nem antigénspecifikus effektorsejtek endothelhez való adherenciájának fokozódását, azaz infiltrációját és rögzülését idézi elő. Az aktivált T-DTH-sejtek tehát az esetek többségében a Th-csoport egy alcsoportját képviselik. A sejtekből mediátorok szabadulnak fel, és ez a helyi reakció jelentős felerősödését, a bevándorolt sejtek differenciálódását (pl. monocytából aktivált macrophaggá) okozza. A reakció csúcspontján (2-3 nap) a jelen levő sejteknek már csak mintegy 5%-a az antigénspecifikus T-sejt. Általában ez elegendő az intracelluláris patogén vagy a másféle szenzitizáló ágens neutralizálásához. Ha azonban ez a reakció elhúzódik, a helyi gyulladásos reakció kóros granulomatosist okozó folyamattá változhat; a szorosan adherált macrophagok epiteloid, vagy fuzionálva óriássejtes formában jelenhetnek meg, lizoszomális enzimeik révén súlyos szöveti elhalást okozhatnak. A DTH folyamataiban, különösen a férgek elleni sejtközvetített immunválasz kivitelezésében egyre jobban felismert jelentősége van az eosinophil granulocytáknak. Ezek az Fcγ, Fcα és Fcε receptorokat, valamint citokinreceptorokat kifejező sejtek számos citokin mellett RNS-bontó toxikus kationos fehérjéket, bázikus fehérjéket és peroxidázt termelnek.