III型（免疫複合体型）反応は、組織に沈着した抗原抗体（免疫複合体）に反応して補体が活性化し、組織障害を引き起こすことが特徴です。 関与する抗体の種類はII型反応に関与するものと同じである-IgGとIgMであるが、組織損傷を引き起こすメカニズムは異なる。 抗体が結合する抗原は、細胞には付着していない。 抗原抗体複合体が形成されると、体の様々な組織、特に血管、腎臓、肺、皮膚、関節に沈着する。 免疫複合体が沈着すると、炎症反応が起こり、局所的に組織を破壊する酵素や、インターロイキン-1などの組織障害物質が放出され、その作用で発熱が引き起こされる。
免疫複合体は、全身性エリテマトーデス（結合組織の炎症性疾患）、ほとんどのタイプの糸球体腎炎（腎臓の毛細血管の炎症）、および関節リウマチなど、多くの自己免疫疾患の根底にあります。
III 型過敏反応は、肺への抗原の吸入により引き起こされる場合があります。
この種の抗原曝露に起因する疾患には、カビの生えた干し草の真菌胞子による農夫肺、鳩の糞の粉末状のタンパク質による鳩愛好家肺、空調設備の中で増殖し、空調管理されたオフィスで細かい飛沫として飛散する通常は無害な原虫による湿度計熱などが挙げられます。 いずれの場合も、患者は抗原に感作される。つまり、血液中に抗原に対するIgG抗体が存在することになる。 抗原を吸入すると反応が促され、胸苦しさ、発熱、倦怠感などの症状を引き起こします。この症状は通常1日か2日で治まりますが、抗原に再びさらされると再発します。 繰り返し暴露されない限り、後遺症が残ることは稀である。 暖かい国で綿花、サトウキビ、コーヒーなどの廃棄物を扱う労働者の職業病にも同様の原因のものがあるが、感作抗原は廃棄物そのものではなく、廃棄物に生育する菌類であることがほとんどである。
前項で述べたようなアレルギーは、ジフテリアや破傷風の毒素を破壊するために動物の抗血清を患者に注射した後にしばしば起こる血清病として最初に認識されたものであった。 抗血清中の異質な蛋白質が血液中を循環している間に抗体を誘発し、多くの被験者に上記のような症状の一部または全部が発生したのである。 現在では血清病はまれであるが、ペニシリンやスルホンアミドなどの薬剤に感受性のある人には、同じような症状が出ることがある。
血流内での抗原抗体相互作用の結果は、形成された複合体が大きいかどうかによって異なり、その場合は通常、肝臓、脾臓、骨髄のマクロファージによって捕捉、除去されますが、小さい場合は循環中にとどまります。 大型複合体は、すべての抗原分子と結合するのに十分な量の抗体が存在する場合に生じ、IgGおよびIgM抗体の複数の結合部位によって、多くの抗原分子が架橋された凝集体を形成する。 抗原に対する抗体の割合が十分で、小さな複合体しか形成されない場合、それでも補体を活性化することができ、複合体は滑膜組織（関節腔の内張り）の細い毛細血管、腎臓、皮膚、あるいはあまり知られていないが脳や腸の腸間膜に沈着する傾向が見られる。 補体の活性化は、血管の透過性の増加、ヒスタミンの放出、血小板の粘着性、顆粒球やマクロファージの誘引につながるが、抗原抗体複合体が血管に沈着した場合には、毛細血管外の組織に沈着した場合よりも重要になる。
血液中に厄介な抗原抗体複合体が形成されるのは、亜急性細菌性心内膜炎（傷ついた心臓弁の慢性感染症）でも起こり得ます。 感染源は、通常、口の中に生息している無害な連鎖球菌であることが多い。 心臓内の細菌はフィブリンの層で覆われ、顆粒球による破壊から保護されるが、一方で抗原を循環中に放出しつづける。 これらの抗原は、あらかじめ形成された抗体と結合して免疫複合体を形成し、血清病と同様の症状を引き起こす可能性がある。 治療には、抗生物質の長期投与による心臓の感染症の根絶が必要である。