Efektivitas antibiotik untuk sepsis tergantung pada banyak faktor. Pengobatan paling berhasil pada pasien sehat yang menerima perawatan kritis segera dan yang tidak mengalami syok septik. Peradangan dan kekurangan oksigen berikutnya adalah penyebab utama kerusakan organ selama sepsis, dan ini mempengaruhi keberhasilan pengobatan antibiotik. Jika infeksi disebabkan oleh bakteri resisten antibiotik, komplikasi lebih mungkin terjadi. Sepsis neonatus sangat berbahaya dan membutuhkan keseimbangan antimikroba dan perawatan lain untuk mencegah kematian atau kerusakan otak.
Sepsis terjadi ketika infeksi bakteri sistemik menyebabkan sistem kekebalan merespons dengan peradangan. Ini dirawat dengan perawatan rumah sakit yang mencakup dukungan cairan, antimikroba, dan agen anti-inflamasi. Antibiotik adalah landasan pengobatan karena memerangi penyebaran bakteri dan efek racunnya sangat penting untuk kelangsungan hidup pasien. Keberhasilan penggunaan antibiotik untuk sepsis tergantung pada mikroorganisme tertentu yang terlibat dan pada kekuatan sistem kekebalan pasien, di antara faktor-faktor lainnya. Jika banyak jaringan menjadi meradang, kematian dapat terjadi ketika pembekuan darah memotong suplai oksigen dan menyebabkan kegagalan beberapa organ, suatu kondisi yang disebut syok septik.
Efektivitas antibiotik untuk sepsis paling tinggi ketika pasien diobati dengan cepat selama infeksi dan tidak mengalami hipotensi berkepanjangan yang disebabkan oleh syok septik. Perawatan dini mengurangi kemungkinan pasien mengalami syok akibat kekuatan respons imun. Hal ini pada gilirannya mengurangi risiko kerusakan organ dan memberi antibiotik cukup waktu untuk menghancurkan atau menurunkan jumlah bakteri dalam darah. Kualitas keseluruhan perawatan kritis rumah sakit penting dalam meminimalkan efek peradangan atau racun yang dikeluarkan oleh bakteri dan mempengaruhi efektivitas pengobatan. Pasien yang telah menjalani operasi katup jantung cenderung memiliki risiko komplikasi yang tinggi jika menjadi septik.
Infeksi yang didapat di rumah sakit disebabkan oleh bakteri yang telah tumbuh kebal terhadap banyak antibiotik yang biasanya diresepkan. Bahkan dengan pemilihan obat awal dan tepat, sepsis dari strain bakteri resisten memiliki tingkat kematian yang lebih tinggi. Staphylococcus aureus, misalnya, resisten terhadap penisilin dan obat-obatan sejenis. Kadang-kadang antibiotik sefalosporin cukup berhasil dalam mengobati sepsis yang didapat di rumah sakit, tetapi beberapa mikroorganisme telah menjadi resisten bahkan terhadap antibiotik ini. Aminoglikosida efektif dalam mengurangi kematian pasien akibat strain bakteri yang resisten, tetapi obat ini terkadang menyebabkan kerusakan ginjal.
Pengobatan antibiotik untuk sepsis neonatorum cukup menantang. Sepsis neonatorum memiliki angka kematian setinggi 50% pada kasus yang tidak diobati, kadang-kadang karena peradangan di sekitar otak sebagai akibat dari meningitis bakteri. Penggunaan antibiotik intravena untuk sepsis neonatorum cukup efektif jika terjadi sejak dini. Pilihan antibiotik untuk sepsis jenis ini bervariasi menurut jenis bakteri, riwayat ibu, dan tingkat infeksi di unit perawatan intensif tempat bayi dirawat.