被害者の体内および提供された肉のサンプルから検出されたのは、「腸管出血性大腸菌O111」および「O157」でした。世間一般にはO157の知名度が高いものの、この事件で主たる猛威を振るったのは、当時まだ一般にはあまり知られていなかったO111でした。この菌はO157と同様に、極めて強力な「ベロ毒素（シガトキシン）」を産生する特徴を持っています。
腸管出血性大腸菌の恐ろしさは、ごく微量（わずか100個程度）の菌が口に入っただけでも感染・発症する感染力の強さにあります。菌が体内で増殖してベロ毒素を放出すると、腸の血管内皮細胞を次々と破壊し、患者は水のような激しい下痢から、やがて鮮血のような真っ赤な血便に見舞われます。さらに最悪の場合、血管を通じて毒素が全身へと巡り、溶血性尿毒症症候群（HUS）や急性脳症を併発します。
当時の集中治療室の記録によると、亡くなった幼い子どもたちは、腎機能が完全に破壊されて尿が出なくなり、全身のむくみや多臓器不全、激しい痙攣といった過酷な病態に苦しめられました。成人に比べて免疫力や消化器系が未発達な子どもや高齢者は、毒素に対する抵抗力が圧倒的に低く、重症化リスクが跳ね上がります。家庭的な団らんの場であるはずの焼肉店で、子どもたちの未来が一瞬にして奪われたという事実は、日本社会に底知れぬ衝撃と恐怖を与えました。
