Učinkovitost antibiotika za sepsu ovisi o mnogim čimbenicima. Liječenje je najuspješnije u zdravih pacijenata koji primaju hitnu kritičnu skrb i koji ne razviju septički šok. Upala i naknadna deprivacija kisika glavni su uzroci oštećenja organa tijekom sepse, a oni negativno utječu na uspjeh liječenja antibioticima. Ako infekciju uzrokuje bakterija otporna na antibiotike, komplikacije su vjerojatnije. Neonatalna sepsa je posebno opasna i zahtijeva osjetljivu ravnotežu antimikrobnih i drugih tretmana kako bi se spriječila smrt ili oštećenje mozga.
Sepsa se javlja kada sustavna bakterijska infekcija uzrokuje da imunološki sustav reagira upalom. Liječi se bolničkom njegom koja uključuje tekućinu, antimikrobna i protuupalna sredstva. Antibiotici su temelj liječenja jer je borba protiv širenja bakterija i učinaka njihovih toksina ključna za preživljavanje pacijenata. Uspješna primjena antibiotika za sepsu ovisi o pojedinom mikroorganizmu koji je uključen io snazi imunološkog sustava pacijenta, među ostalim čimbenicima. Ako se mnoga tkiva upale, može doći do smrti kada zgrušavanje krvi prekine opskrbu kisikom i uzrokuje zatajenje više organa, stanje koje se naziva septički šok.
Učinkovitost antibiotika u liječenju sepse najveća je kada se pacijenti brzo liječe tijekom infekcije i nisu imali dugotrajnu hipotenziju uzrokovanu septičkim šokom. Rano liječenje smanjuje pacijentovu mogućnost odlaska u šok zbog snage imunološkog odgovora. To zauzvrat smanjuje rizik od oštećenja organa i daje antibioticima dovoljno vremena da unište ili smanje krvnu sliku bakterija. Opća kvaliteta bolničke kritične skrbi važna je za minimiziranje učinaka upale ili toksina koje izlučuju bakterije i utječe na učinkovitost liječenja. Pacijenti koji su imali operaciju srčanih zalistaka imaju visok rizik od komplikacija ako postanu septični.
Bolničke infekcije uzrokovane su bakterijama koje su postale otporne na mnoge uobičajeno propisane antibiotike. Čak i uz ranu i odgovarajuću selekciju lijeka, sepsa od rezistentnih bakterijskih sojeva ima veću stopu smrtnosti. Staphylococcus aureus, na primjer, otporan je na penicilin i slične klase lijekova. Ponekad su cefalosporinski antibiotici prilično uspješni u liječenju bolničke sepse, ali su neki mikroorganizmi čak i na njih postali otporni. Aminoglikozidi su učinkoviti u smanjenju smrti pacijenata od rezistentnih sojeva bakterija, ali ti lijekovi ponekad uzrokuju oštećenje bubrega.
Liječenje neonatalne sepse antibioticima prilično je izazovno. Neonatalna sepsa ima stopu smrtnosti od čak 50% u neliječenim slučajevima, ponekad zbog upale oko mozga kao posljedica bakterijskog meningitisa. Intravenska primjena antibiotika za neonatalnu sepsu prilično je učinkovita ako se pojavi rano. Izbor antibiotika za ovu vrstu sepse ovisi o vrsti bakterije, anamnezi majke i stopi infekcije u pojedinoj jedinici intenzivne njege u kojoj se dojenče liječi.