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导致肾前性急性肾损伤的病因持续存在会导致肾性急性肾损伤，此时不仅仅是体内的代谢产物潴留，同时存在肾脏病理改变，表现为急性肾小管坏死，轻的为肾小管上皮细胞顶端的刷状缘(肾小管上皮细胞凸向肾小管管腔的指状细长突起，医学是称之为微绒毛，是肾小管重吸收原尿中葡萄糖、氨基酸等物质的结构基础)脱落，严重的肾小管上皮细胞全部脱落，仅剩肾小管基底膜，也称“裸膜”。
由于肾小管上皮细胞坏死，肾小管不能重吸收原尿(从肾小球毛细血管滤出至肾小管中的尿，称为原尿。最终排出体外的尿液称为终末尿，是原尿经过肾小管，肾小管重吸收其中的水分、葡萄糖、氨基酸等小分子物质后形成)中的钠，在这种情况下患者尿钠排泄增加[尿钠>20毫摩尔/升(mmol/L)],同时由于肾小管对原尿中水的重吸收减少，尿比重降低(一般<1.012)，尿渗量下降(一般<250mOsm/kg.H2O)。由于肾小球没有病变，因此尿蛋白阴性，尿沉渣镜检红细胞计数正常。
急性肾小管坏死主要源于肾脏缺血和中毒。
肾脏缺血的原因同肾前性急性肾损伤，见于各种原因引起的休克、心功能不全等导致的肾脏灌注不足，这些病因要及时纠正。
另一个导致急性肾小管坏死的病因为中毒。中毒包括二类，一类为药物，包括①抗生素：抗细菌 (如氨基糖苷类，包括庆大毒素、链霉素、丁胺卡那霉素等)、抗真(霉)菌（两性霉素B等）、抗病毒（阿昔洛韦、西多福韦、茚地那韦、膦甲酸等）；②化疗药物（主要用于抗肿瘤和治疗自身免疫性疾病，如顺铂、丝裂霉素、甲氨喋玲等）；③造影剂；④非类固醇类消炎药（主要用于解热镇痛如消炎痛、炎痛昔康等）；⑤免疫抑制剂（如环孢素、他克莫司等）；⑥中药（主要为含马兜铃酸成分的中药，如关木通、青木香、细辛、厚朴、广防已、朱砂莲等）。
另一类为毒物：包括①有机溶剂：乙二醇、甲苯、乙烯醇、四氯化碳、苯、酚等；②生物毒素：如蛇毒、蜂毒、蜘蛛毒、鱼胆、毒蕈(蘑菇)等；③降草剂(如百草枯等)；④内源性毒素：肌红蛋白(见于横纹肌溶解如地震、挤压伤等)、血红蛋白(各种原因导致的溶血性贫血)、免疫球蛋白轻链(如多发性骨髓瘤引起的管型肾病)、草酸盐、尿酸盐等。
急性肾小管坏死的恢复期明显延长，除去除病因(纠正休克、避免肾毒性物质)外，可以用冬虫夏草制剂，如：百令胶囊、金水宝、健肾丸（东部战区总医院自制药）等，促进肾小管上皮细胞再生修复，监测肾功能电解质的变化，必要时连续性肾脏替代治疗，以清除毒素和体内的代谢产物，维持机体内环境的稳定。
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