Enkelte patienter har vedvarende hypotension trods væskebehandling og stigende doser noradrenalin og/eller adrenalin.  

Disse patienter har såkaldt katekolamin-refraktært septisk shock. Det er vigtigt at sikre, at blodtrykket er målt korrekt (fx ved måling på begge arme og ved tvivl måling centralt med et kateter i a. femoralis), at hjertefunktionen ikke er svært påvirket, og at eventuel vasodilation er minimeret (reduktion eller ophør af sederende lægemidler og evt. epiduralblokade).  

Hvis vedvarende hypotension er bekræftet, kan en vasopressin-analog forsøges (fx arginin-vasopressin) under observation af markører for vævsiskæmi, som er den hyppigste alvorlige bivirkning. Alternativt kan angiotensin II forsøges, men dette middel er ikke undersøgt i større kliniske forsøg, og derfor er balancen mellem virkninger og bivirkninger mere usikker.