Tất cả các biến chứng của bệnh bạch hầu kể cả tử vong đều là hậu quả của độc tố. Mức độ trầm trọng của bệnh và biến chứng thường tương quan với mức độ lan tỏa của tổn thương tại chỗ. Độc tố tại vị trí tổn thương ban đầu này được hấp thu vào máu và gây nên biến chứng ở các cơ quan xa. Biến chứng thường gặp nhất trong bệnh bạch hầu là viêm cơ tim và viêm dây thần kinh.

Viêm cơ tim thường biểu hiện bằng các rối loạn nhịp. Biểu hiện có thể là bloc nhĩ thất ở các mức độ khác nhau, đôi khi phân li nhĩ thất, rung thất kèm suy tim. Điều trị cực kỳ khó khăn, đôi khi phải dùng máy tạo nhịp: Biến chứng có thể xảy ra trong giai đoạn toàn phát của bệnh hoặc cũng có thể xảy ra chậm vài tuần sau khi bênh đã khỏi. Khi viêm cơ tim xuất hiện sớm trong những ngày đầu của bệnh, tiên lượng thường rất đen tối, tỉ lệ tử vong rất cao.

Viêm dây thần kinh thường ảnh hưởng đến dây thần kinh vận động và thường hồi phục hoàn toàn nếu bệnh nhân không tử vong vì biến chứng khác. Liệt màn khẩu cái (màn hầu) thường xuất hiện vào tuần thứ ba của bệnh. Liệt các dây thần kinh vận nhãn, cơ chi và liệt cơ hoành có thể xảy ra vào tuần thứ năm của bệnh. Viêm phổi và suy hô hấp có thể xuất hiện do hậu quả của liệt cơ hoành.

Các biến chứng khác có thể xảy ra như viêm kết mạc mắt hoặc suy hô hấp do tắt nghẽn đường hô hấp có thể xảy ra ở trẻ em, đặc biệt là nhũ nhi.

Tử vong vào khoảng 5 đến 10% có thể tăng cao đến 20% ở trẻ em dưới 5 tuổi và người lớn trên 40 tuổi. Tỉ lệ tử vong của bệnh bạch hầu dường như không thay đổi trong 50 năm qua.