根据疾病的不同阶段，本病通常分为卡他期、痉咳期和恢复期三期。
自起病至痉咳出现，为7-10天。初起类似一般上呼吸道感染症状，包括低热、咳嗽、流涕、喷嚏等。3-4天后其他症状好转而咳嗽加重。此期传染性最强，治疗效果也最好。
咳嗽由单声咳变为阵咳，连续十余声至数十声短促的咳嗽，继而一次深长的吸气，因声门仍处收缩状态，故发出鸡鸣样吼声，以后又是一连串阵咳，如此反复，直至咳出黏稠痰液或吐出胃内容物为止。每次阵咳发作可持续数分钟，每日可达十数次至数十次，昼轻夜重。阵咳时患儿往往面红耳赤、涕泪交流、面唇发绀、大小便失禁。少数患者痉咳频繁可出现眼睑水肿、眼结膜及鼻黏膜出血，舌外伸被下门齿损伤舌系带而形成溃疡。成人及年长儿童可无典型痉咳。婴儿由于声门狭小，痉咳时可发生呼吸暂停，并可因脑缺氧而抽搐，甚至死亡。此期短则1-2周，长者可达2个月。
阵发性痉咳逐渐减少至停止，鸡鸣样吼声消失。此期一般为2-3周。若有并发症，恢复期则可长达数月。
分期对于患者而言，意味着症状、治疗方式有所不同。
百日咳是一种具有传染性的急性呼吸道疾病。主要是由百日咳杆菌感染引起，感染者是唯一的传染源。
易感者与百日咳患者近距离接触。
百日咳杆菌侵入患者呼吸道后，附着在喉、气管、支气管黏膜上皮细胞的纤毛上繁殖并释放毒素，导致上皮细胞变性以及功能障碍，从而导致疾病。