Kurzfristige Folge und Gefahr bei einer tiefen Venenthrombose ist die Lungenembolie. Schäden treten aber auch in der Vene selbst auf, die von der Thrombose betroffen war. Art und Umfang dieser Schäden sind sehr unterschiedlich. Im besten Fall kann sich der Thrombus rückstandslos auflösen und intakte Venenklappen hinterlassen. Dies ist aber nur bei 10-15 % der Patienten so, vor allem bei rascher Behandlung. Meist dauert es länger, bis sich die Gerinnsel auflösen. Oft bleiben Thrombusreste an den Venenwänden zurück. Die innere Gefäßwand bekommt eine unregelmäßige Oberfläche. Häufig reduziert sich das Gefäßkaliber: Die Vene schrumpft. Zusätzlich werden beim Abbau der Thromben auch die Venenklappen beschädigt oder völlig abgebaut. Diese steuern den Blutfluss in der Vene als eine Art Rückschlagventile und sorgen dafür, dass die Schwerkraft das Blut, das das Bein ja nach oben verlassen soll, nicht wieder abwärts zieht. Manchmal bauen sich die Thromben überhaupt nicht ab und Teile der befallenen Venen bleiben verschlossen.

Reduzierte Venenkaliber, bleibende Gefäßverschlüsse und der Rückstau durch die Defekte der Venenklappen führen dazu, dass auch lange nach dem Auftreten der Thrombose noch Rückwirkungen bestehen. Als Folge des erhöhten Drucks in den peripheren Venen kommt es zu einer anhaltenden Schwellneigung für Unterschenkel, Knöchel und Fuß. Der Rückstau in die kleinen Gefäße der Haut führt zu einer Aufweitung der Hautvenen, bräunlichen Verfärbungen und im schlimmsten Fall zum Auftreten von Geschwüren am Innenknöchel, dem sog. Venenulkus oder Venengeschwür (Ulcus cruris). Diese langfristigen Auswirkungen der Thrombose werden als postthrombotisches Syndrom bezeichnet.