Η αποτελεσματικότητα των αντιβιοτικών για τη σήψη εξαρτάται από πολλούς παράγοντες. Η θεραπεία είναι πιο επιτυχημένη σε υγιείς ασθενείς που λαμβάνουν έγκαιρη εντατική φροντίδα και δεν παρουσιάζουν σηπτικό σοκ. Η φλεγμονή και η επακόλουθη στέρηση οξυγόνου είναι οι κύριες αιτίες βλάβης των οργάνων κατά τη σήψη και αυτές επηρεάζουν αρνητικά την επιτυχία της αντιβιοτικής θεραπείας. Εάν η μόλυνση προκαλείται από βακτήρια ανθεκτικά στα αντιβιοτικά, οι επιπλοκές είναι πιο πιθανές. Η νεογνική σήψη είναι ιδιαίτερα επικίνδυνη και απαιτεί μια λεπτή ισορροπία αντιμικροβιακών και άλλων θεραπειών για την πρόληψη του θανάτου ή της εγκεφαλικής βλάβης.
Η σήψη εμφανίζεται όταν μια συστηματική βακτηριακή λοίμωξη προκαλεί το ανοσοποιητικό σύστημα να ανταποκρίνεται με φλεγμονή. Αντιμετωπίζεται με νοσοκομειακή περίθαλψη που περιλαμβάνει υποστήριξη υγρών, αντιμικροβιακούς και αντιφλεγμονώδεις παράγοντες. Τα αντιβιοτικά είναι το θεμέλιο της θεραπείας, καθώς η καταπολέμηση της εξάπλωσης των βακτηρίων και των επιδράσεων των τοξινών τους είναι απαραίτητη για την επιβίωση των ασθενών. Η επιτυχής χρήση αντιβιοτικών για τη σήψη εξαρτάται από τον συγκεκριμένο μικροοργανισμό που εμπλέκεται και από την ισχύ του ανοσοποιητικού συστήματος του ασθενούς, μεταξύ άλλων παραγόντων. Εάν πολλοί ιστοί φλεγμονωθούν, μπορεί να προκληθεί θάνατος όταν η πήξη του αίματος διακόπτει την παροχή οξυγόνου και προκαλεί πολλαπλές ανεπάρκειες οργάνων, μια κατάσταση που ονομάζεται σηπτικό σοκ.
Η αποτελεσματικότητα των αντιβιοτικών για τη σήψη είναι υψηλότερη όταν οι ασθενείς λαμβάνουν γρήγορα φάρμακα κατά τη διάρκεια της μόλυνσης και δεν είχαν παρατεταμένη υπόταση που προκαλείται από σηπτικό σοκ. Η έγκαιρη θεραπεία μειώνει την πιθανότητα του ασθενούς να υποστεί σοκ από την ισχύ της ανοσολογικής απόκρισης. Αυτό με τη σειρά του μειώνει τον κίνδυνο βλάβης των οργάνων και δίνει στα αντιβιοτικά αρκετό χρόνο για να καταστρέψουν ή να μειώσουν το βακτηριακό αίμα. Η συνολική ποιότητα της εντατικής φροντίδας του νοσοκομείου είναι σημαντική για την ελαχιστοποίηση των επιπτώσεων της φλεγμονής ή των τοξινών που εκκρίνονται από τα βακτήρια και επηρεάζει την αποτελεσματικότητα της θεραπείας. Οι ασθενείς που έχουν υποβληθεί σε χειρουργική επέμβαση καρδιακής βαλβίδας τείνουν να έχουν υψηλό κίνδυνο επιπλοκών εάν γίνουν σηπτικοί.
Οι νοσοκομειακές λοιμώξεις προκαλούνται από βακτήρια που έχουν αναπτυχθεί ανθεκτικά σε πολλά από τα κανονικά συνταγογραφούμενα αντιβιοτικά. Ακόμη και με την έγκαιρη και κατάλληλη επιλογή φαρμάκων, η σήψη από ανθεκτικά βακτηριακά στελέχη έχει υψηλότερο ποσοστό θνησιμότητας. Ο Staphylococcus aureus, για παράδειγμα, είναι ανθεκτικός στην πενικιλίνη και παρόμοιες κατηγορίες φαρμάκων. Μερικές φορές τα αντιβιοτικά κεφαλοσπορίνης είναι αρκετά επιτυχημένα στη θεραπεία της σηψαιμίας που αποκτάται από το νοσοκομείο, αλλά ορισμένοι μικροοργανισμοί έχουν αναπτυχθεί ανθεκτικοί ακόμη και σε αυτές. Οι αμινογλυκοσίδες είναι αποτελεσματικές στη μείωση των θανάτων ασθενών από ανθεκτικά στελέχη βακτηρίων, αλλά αυτά τα φάρμακα μερικές φορές προκαλούν νεφρική βλάβη.
Η αντιβιοτική θεραπεία για τη νεογνική σήψη είναι αρκετά δύσκολη. Η νεογνική σήψη έχει ποσοστό θνησιμότητας έως και 50% σε περιπτώσεις που δεν έχουν υποβληθεί σε θεραπεία, μερικές φορές λόγω φλεγμονής γύρω από τον εγκέφαλο ως συνέπεια βακτηριακής μηνιγγίτιδας. Η ενδοφλέβια χρήση αντιβιοτικών για τη νεογνική σήψη είναι αρκετά αποτελεσματική εάν εμφανιστεί νωρίς. Η επιλογή των αντιβιοτικών για τη σήψη αυτού του είδους ποικίλλει ανάλογα με τον βακτηριακό τύπο, το ιστορικό της μητέρας και το ποσοστό μόλυνσης στη συγκεκριμένη μονάδα εντατικής θεραπείας όπου νοσηλεύεται το βρέφος.