ถ้าหากไม่ได้รับการรักษาหรือปล่อยให้ความดันโลหิตสูงอยู่นาน ๆ มักจะเกิดความผิดปกติของอวัยวะที่สำคัญ เช่น หัวใจ สมอง ไต ประสาทตา เป็นต้น เนื่องจากความดันโลหิตสูงจะทำให้หลอดเลือดแดงแทบทุกส่วนของร่างกายเสื่อม เกิดภาวะหลอดเลือดแดงแข็ง (atherosclerosis) หลอดเลือดตีบ เลือดไปเลี้ยงอวัยวะไม่ได้
ภาวะแทรกซ้อนที่สำคัญ ได้แก่
1. หัวใจ จะทำให้หัวใจห้องล่างซ้ายโต (left ventricular hypertrophy/LVH) ซึ่งถ้าปล่อยให้เป็นมากขึ้นจะทำให้เกิดภาวะแทรกซ้อนร้ายแรงอื่น ๆ เกี่ยวกับหัวใจตามมาได้
โรคนี้ยังอาจทำให้หลอดเลือดที่เลี้ยงหัวใจตีบกลายเป็นโรคหัวใจขาดเลือด มีอาการเจ็บหน้าอก ถ้าเป็นรุนแรงอาจเกิดโรคกล้ามเนื้อหัวใจตาย
นอกจากนี้ยังอาจทำให้เกิดภาวะหัวใจวาย ซึ่งจะมีอาการบวม หอบเหนื่อย นอนราบไม่ได้
ในรายที่มีความดันโลหิตสูงรุนแรง อาจตรวจพบหัวใจเต้น > 120 ครั้ง/นาที และจังหวะไม่สม่ำเสมอจากหัวใจห้องบนเต้นแผ่วระรัว
2. สมอง อาจเกิดภาวะหลอดเลือดสมองตีบหรือแตก กลายเป็นโรคอัมพาตครึ่งซีก ซึ่งเป็นภาวะแทรกซ้อนที่พบได้บ่อย
ในรายที่มีหลอดเลือดฝอยในสมองส่วนสำคัญแตกก็อาจเสียชีวิตได้อย่างรวดเร็ว
บางรายถ้าเป็นเรื้อรังอาจกลายเป็นโรคความจำเสื่อม สมาธิลดลง
ในรายที่มีความดันโลหิตสูงรุนแรงที่เกิดขึ้นอย่างฉับพลัน อาจทำให้เกิดอาการปวดศีรษะ ซึม เพ้อ ชัก หรือหมดสติได้ เรียกว่า "Hypertensive encephalopathy"
3. ไต อาจเกิดภาวะไตวายเรื้อรัง เนื่องจากหลอดเลือดแดงแข็ง เลือดไปเลี้ยงไตไม่พอ ไตที่วายจะยิ่งทำให้ความดันโลหิตสูงขึ้น กลายเป็นวงจรที่เลวร้าย การตรวจปัสสาวะจะพบสารไข่ขาว (albumin) ตั้งแต่ 2+ ขึ้นไป การเจาะเลือดทดสอบการทำงานของไต จะพบระดับของสารบียูเอ็น (BUN) และครีอะตินีน (creatinine) สูง
4. ตา จะเกิดภาวะเสื่อมของหลอดเลือดแดงภายในลูกตาอย่างช้า ๆ ในระยะแรกหลอดเลือดจะตีบ ต่อมาอาจแตกมีเลือดออกที่จอตา ทำให้ประสาทตาเสื่อม เรียกว่าภาวะ "จอตาเสื่อม" (hypertensive retinopathy) จะมีอาการตามัวลงเรื่อย ๆ จนตาบอดได้ ซึ่งสามารถใช้เครื่องส่องตา (ophthalmoscope) ตรวจดูความผิดปกติภายในลูกตา
นอกจากนี้ อาจทำให้เกิดภาวะ
จุดภาพชัดเสื่อมตามวัย โรคหลอดเลือดแดงหลักของจอตาอุดตัน ทำให้สายตาพิการได้
5. หลอดเลือดแดงใหญ่ และหลอดเลือดแดงส่วนปลาย หลอดเลือดแดงใหญ่ (aorta) เกิดภาวะหลอดเลือดแดงแข็ง ทำให้เกิดภาวะหลอดเลือดแดงใหญ่โป่งพอง และภาวะเลือดเซาะผนังหลอดเลือดแดงใหญ่ ซึ่งอาจเกิดอันตรายถึงตายได้
นอกจากนี้ อาจเกิดโรคหลอดเลือดแดงส่วนปลายตีบ (peripheral artery disease) เนื่องจากความดันโลหิตสูงทำให้หลอดเลือดแดงส่วนที่มาเลี้ยงขาและปลายเท้าเกิดภาวะแข็งตัวและตีบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้ามีการสูบบุหรี่ และ/หรือมีโรคเบาหวานร่วมด้วย ทำให้เลือดไปเลี้ยงขาและปลายเท้าได้น้อย อาจมีอาการเป็นตะคริวบ่อย หรือปวดน่องขณะเดินมาก ๆ หากหลอดเลือดแดงเกิดอุดตันก็อาจทำให้เนื้อเยื่อบริเวณนั้นขาดเลือด และกลายเป็นเนื้อตายเน่า (gangrene) ได้ (อ่านเพิ่มเติมที่
โรคหลอดเลือดแดงขาตีบ)
ภาวะแทรกซ้อนเหล่านี้ จะเกิดขึ้นรุนแรงหรือรวดเร็วเพียงใดขึ้นกับความรุนแรงและระยะของโรค ถ้าความดันมีขนาดสูงมาก ๆ อาจทำให้เกิดภาวะแทรกซ้อนได้รวดเร็ว และผู้ป่วยอาจตายได้ภายในเวลาไม่กี่ปี (ถ้ารุนแรงมากอาจตายภายใน 6-8 เดือน) ส่วนในรายที่เป็นเพียงเล็กน้อย หากปล่อยไว้ไม่รักษาอาจใช้เวลา 7-10 ปี ในการเกิดภาวะแทรกซ้อน แต่ถ้าสามารถควบคุมความดันให้อยู่ในเกณฑ์ปกติได้ ก็อาจป้องกันมิให้เกิดภาวะแทรกซ้อนเหล่านี้ หรือทำให้ภาวะแทรกซ้อนที่เกิดขึ้นลดความรุนแรงลงได้
นอกจากนี้ ผู้ป่วยที่มีโรคอื่นร่วมด้วย (เช่น เบาหวาน ภาวะไขมันในเลือดผิดปกติ) สูบบุหรี่ หรือดื่มแอลกอฮอล์จัด ก็อาจเกิดภาวะแทรกซ้อนเร็วขึ้น จึงควรควบคุมโรคและพฤติกรรมเหล่านี้ควบคู่กันไปด้วย