Inflammation af de centrale luftveje er et fremtrædende træk hos personer med kronisk bronkitis. Patologien ved kronisk bronkitis omfatter et inflammatorisk mononukleært celleinfiltrat i luftvejsvæggen og en neutrofil tilstrømning i luftvejslumen. De molekylære hændelser, der forårsager inflammationen, og dens patogenetiske rolle i forbindelse med mucushypersekretion er man begyndt at belyse. Rekrutteringen af inflammatoriske celler til luftvejene involverer sandsynligvis kemotaktiske stoffer, der ikke kun stammer fra vævsvæske og invaderende mikrober, men som også genereres af det syge bronkiale epitel. F.eks. syntetiserer bronkialepitelceller interleukin (IL-8), en potent kemoattraktor og aktivator af neutrofile og lymfocytter. Adhesion af infiltrerende leukocytter til residente parenkymceller i bronkierne og til den ekstracellulære matrix er også afgørende for udviklingen af luftvejsbetændelse. Den deraf følgende inflammation spiller sandsynligvis en direkte rolle for de kliniske træk ved sygdommen. Der er stadig flere beviser for, at neutrofile og lymfocytter spiller en rolle i forbindelse med igangsætning og vedligeholdelse af hoste og slimudskillelse, som forekommer hos personer med kronisk bronkitis.