葡萄糖毒性、糖化产物的形成、多元醇和己糖胺通路在糖尿病肾病发病机制中的作用已被证实。最近提出氧化应激在这些途径中起重要作用。线粒体电子传递链的障碍导致能刺激上述途径的氧化应激活性分子的过量产生。大量生长因子活性增强，转化生长因子B。

结缔组织生长因子能促进肾小球系膜和间质纤维化的改变，生长激素类包括生长激素、胰岛素样生长激素1和血管内皮生长因子，血管紧张素Ⅱ具有增加肾小球毛细血管通透性以及刺激肾小球膜细胞增殖和肾小球膜基质的蓄积。当肾小球囊内压增高，在肾小球系膜细胞、肾小球内皮细胞和肾小管细胞内，上述大多数生长因子可激活特定的细胞内信号分子来发挥效应。

而葡萄糖本身也可以刺激一些信号分子，而且若干亚型的蛋白激酶C、三酰甘油、丝裂原活化蛋白激酶和转录因子在糖尿病肾病时都是活化的。