Поразка периферичних нервів є типовим ускладненням дифтерії. При цьому страждають багато нервові стовбури, в першу чергу найближчі до воріт інфекції. В кінці першої - початку другого тижня з моменту захворювання частіше виникають неврити IX (параліч м'якого піднебіння) і X пари (зупинка дихання) черепних нервів, а також III, VI, VII, що призводить до парезу акомодації, косоокості і птоз, іноді - до парезу мускулатури особи. На 4-6-му тижні з'являються паралічі м'язів шиї, тулуба і кінцівок.
Поразка нервової системи може бути раннім і пізнім, за ступенем тяжкості - у вигляді легкої, середньо-і важкої форм.
До легкій формі відносять ураження одного або двох черепних нервів, наприклад, парез піднебінної фіранки і акомодації.
Найбільш частим ускладненням при дифтерії ротоглотки є ізольований парез піднебінної фіранки. Виникає на початку другого тижня, але частіше пізніше і триває 2-4 тижні. Симптомами є гугнявість голосу, витікання через ніс рідини. При огляді м'яке піднебіння звисає нерухомо прифонації, язичок не скорочується, глотковий рефлекс відсутній. Процес може бути одностороннім, при цьому язичок відхиляється в сторону непораженной половини піднебінної фіранки.
Парез акомодації спостерігається рідше і виникає пізніше - через 2 тижні після початку хвороби. При цьому з'являється далекозорість, хворий не може читати, писати. Рідше спостерігаються парези окорухових і лицьового нервів.
Парези м'якого піднебіння і акомодації можуть розвинутися і після легкої дифтерії ротоглотки. У разі не діагностованою своєчасно хвороби ці ускладнення дають підставу встановити правильний діагноз ретроспективно.
При токсичній дифтерії слідом за парезом м'якого піднебіння може розвинутися парез (параліч) м'язів глотки, який спочатку проявляється відчуттям грудки в горлі, що перешкоджає ковтанню щільної їжі, пізніше ковтання стає неможливим. Цей стан триває від 3-4 тижнів до 2-х місяців. При одночасному паралічі м'язів гортані може статися аспірація їжі, що викликає систематичні напади кашлю, з можливим розвитком аспіраційної пневмонії.
До числа пізніх ускладнень належать парези кінцівок. Самий ранній термін їх розвитку - третій тиждень від початку хвороби. Найчастіше цей процес з'являється до 30-40 дня, але може розвинутися і на 50-70 день.
Чим раніше з'являються парези, тим важче і довше вони протікають.
Ураження нижніх кінцівок відбувається раніше і частіше верхніх. У зв'язку з порушенням чутливості перш за все змінюється хода (атактические розлади). Знижуються або зовсім зникають сухожильні рефлекси. Уражаються переважно розгиначі стоп і малогомілкові м'язи. При ходьбі хворий чіпляє носком стопи підлогу. Турбує відчуття холоду або жару, повзання мурашок, болю в ногах. При огляді виявляються ділянки гіпер- і гипостезии.
У важких випадках хворий не може самостійно пересуватися, а з плином часу розвивається атрофія м'язів.
При легких формах одужання настає через 3-4 тижні, при важких - через півроку-рік.
Парези верхніх кінцівок зустрічаються рідше і протікають легше. Зазвичай спочатку з'являється відчуття оніміння в кінчиках пальців, потім слабкість в кистях. Пацієнт не може тримати в руках легкі предмети.
Периферичні паралічі можуть бути різними по тяжкості - від ізольованого зниження колінних рефлексів до генералізованих паралічів (паралічі м'язів хребта на різних ділянках, міжреберних, м'язів живота, діафрагми, які призводять до тяжких розладів дихання). Дифтерійні паралічі можуть протікати у формі висхідного синдрому Ландрі Детальніше 
характеризується висхідним швидко прогресуючим наростанням паралічів кінцівок і тулуба. Починається з парезу ніг. Потім в процес швидко втягуються вище розташовані корінці або сегменти спинного мозку, в зв'язку з чим рухові порушення протягом 1-3 днів, а іноді й кількох годин поширюються на тулуб, руки, шию. Виникає тетрапарез з порушеннями дихання по спінальному типу, що веде до різкого зменшення, життєвої ємності легень і обтурації дихальних шляхів. У найбільш важких випадках процес поширюється і на корінці каудальних групи черепних нервів, викликаючи парез м'язів язика, м'якого піднебіння, глотки і гортані. Формується бульбарний синдром, який поглиблює порушення дихання.
Особливо небезпечний парез діафрагми, що призводить до дихальної недостатності.
Одним з рідкісних ускладнень у дорослих є ураження мозочка, що обумовлює мозжечковую атаксія протягом тривалого часу.
