Patofisiologi dermatitis stasis terjadi akibat refluks vena yang mengakibatkan terjadinya hipertensi vena. Hal ini dapat disebabkan oleh inkompetensi katup vena, obstruksi aliran vena, serta kegagalan pompa otot ekstremitas bawah. Kondisi ini mengakibatkan air dan sel darah merah terkumpul di tungkai bawah dan menimbulkan gejala.[1,2,4]

Terjadinya hipertensi vena memicu perubahan pada struktur kulit dan jaringan subkutan di sekitarnya, meliputi aktivasi sel endotel, ekstravasasi eritrosit dan makromolekul, diapedesis leukosit, dan inflamasi. Hal ini mengakibatkan pelemahan dan kerusakan dinding serta katup vena. Perubahan inflamasi meliputi peningkatan jumlah limfosit T, makrofag, dan sel mast, yang semuanya dapat dijumpai pada hasil biopsi.[1,2,4]

Pada kondisi kronis dapat terjadi hiperpigmentasi akibat deposisi hemosiderin, produk pemecahan hemoglobin dari eritrosit yang mengalami ekstravasasi. Pelepasan feritin dan ion besi dari ekstravasasi eritrosit mengakibatkan stres oksidatif dan aktivasi MMPs (matrix metalloproteinase), yang memicu kerusakan jaringan kulit, pembentukan ulkus dan menghambat penyembuhan.[2]