虫歯が進行して歯髄にまで達すると歯髄炎が起こります。過去に治療した部分から細菌が入り込んだり、交通事故や転倒などで歯が折れたりすることが原因になることもあります。部分的に炎症が起きているだけで、元の状態に回復する可逆性（かぎゃくせい）歯髄炎は、通常、う蝕を除去することで正常な歯髄に戻るため、歯髄を除去する必要はありません。一方、回復しない不可逆性（ふかぎゃくせい）歯髄炎は、細菌感染を起こした歯髄をきれいに取り除く、抜髄（ばつずい）と呼ばれる治療が必要となります。共通して「冷たいものや温かいものがしみる」という症状がありますが、不可逆性では継続する痛みを伴ったり、何もしなくてもズキズキ痛んだりします。

歯髄炎を放置してしまうと歯髄壊死※となり、温度刺激による痛みを感じなくなります。外傷などで脱臼した歯が歯髄壊死になる場合もあります。症状としては触ってわかるような歯ぐきの腫れ、歯の変色、歯がしみなくなり痛みも感じなくなる、などです。

※壊死は組織や細胞が死ぬことで、歯髄壊死とは歯髄（神経）が死んでしまうことです

細菌が歯の根に達すると、歯と歯槽骨（歯を支える骨）の間にある歯根膜に炎症が広がって根尖性歯周炎と呼ばれる状態になります。自覚症状はなくてもレントゲンでみつかることがあり、歯根の先（根尖部）にレントゲン透過像（黒く見える部分）が認められるようになります。これを根尖病巣（こんせんびょうそう）と呼び、炎症が慢性的になると歯根の先端部分に膿が溜まり、その膿が粘膜内に流れ出て、歯肉がぷくっと腫れることがあります。この腫れは痛みを伴い自然に潰れて膿が出ると一時的におさまりますが、放置すると体調が悪い時などに再び膿が溜まって腫れてきます。
根尖性歯周炎は、虫歯の放置によって起こることもありますが、過去に根管治療で神経を取った歯が起こすことのほうが頻度として多いといえます。症状としては、歯ぐきが腫れて膿が出る、噛むと痛い、時々強い痛みを感じる、骨が溶けて歯がぐらぐらする、などですが、悪化すると、細菌が顎などの周囲の骨にも影響を及ぼし、顎骨骨髄炎（がくこつこつずいえん）や骨膜下膿瘍（こつまくかしゅよう）といった症状につながります。これらは身体の抵抗力が弱いと敗血症を引き起こす危険性がありますので早急な治療が必要です。