Συχνά, ο θρόμβος που έχει δημιουργηθεί, μετά τη χορήγηση κατάλληλης αντιπηκτικής αγωγής (αντιπηκτικά φάρμακα), συρρικνώνεται και υποστρέφει. Ο αυλός της φλέβας που είχε τον θρόμβο αρχίζει σταδιακά να ελευθερώνεται από τον θρόμβο μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται επανασηραγγοποίηση. Παρόλα αυτά, κατά τη διάρκεια της θρόμβωσης, ορισμένες βαλβίδες στο εσωτερικό της φλέβας καταστρέφονται, και ακόμα και μετά τη διάλυση του θρόμβου, αυτές οι βαλβίδες δεν επανέρχονται ποτέ στη φυσιολογική τους λειτουργία (ανεπάρκεια).
Αυτό οδηγεί σε εν τω βάθει φλεβική ανεπάρκεια και στη συνεχή επιστροφή μεγάλης ποσότητας αίματος, προκαλώντας μόνιμο οίδημα, έντονο πόνο, χαρακτηριστική σκούρα απόχρωση του δέρματος και, σε πιο προχωρημένα στάδια, τη δημιουργία πληγών στα πόδια, γνωστών ως άτονα φλεβικά έλκη. Αυτή η παθολογική κατάσταση ονομάζεται μεταθρομβωτικό σύνδρομο και συνήθως εμφανίζεται αρκετό καιρό μετά από μια φλεβική θρόμβωση.
Το μεταθρομβωτικό σύνδρομο αποτελεί μια καθυστερημένη (συνήθως μετά από μήνες ή χρόνια) επιπλοκή που επηρεάζει το κάτω άκρο μετά από επεισόδιο εν τω βάθει φλεβικής θρόμβωσης. Σημαντικό είναι ότι οι ασθενείς που έχουν υποστεί οξεία εν τω βάθει φλεβική θρόμβωση έχουν περίπου 30-40% πιθανότητα ανάπτυξης σοβαρού μεταθρομβωτικού συνδρόμου εντός 2 ετών από το συμβάν.