下肢发生急性动脉栓塞后，肌肉处在严重的急性缺血状态，局部乏氧代谢产物聚集，大量骨骼肌细胞水肿。在取栓后下肢血供再通，重新得到灌注的肌肉组织释放大量的氧自由基，超过了局部细胞内氧自由基的处理能力，导致细胞的磷脂损害，液体流向细胞间质，组织水肿。由于下肢肌肉被包围在筋膜腔内，水肿的肌肉压迫毛细血管、小动脉和小静脉，使下肢肌肉再次失去灌注。反复恶性循环，导致肌肉张力越来越高，缺血越来越严重。同时大量坏死的肌肉释放的钾离子和肌红蛋白释放入血，造成急性的肾功能衰竭和酸中毒，就造成了下肢的筋膜间隙综合征。