Un altre símptoma que poden causar les malalties de l’aparell urinari, com les de molts altres òrgans, és el dolor ocasionat per la irritació de les terminacions nervioses sensitives que hi ha en algunes estructures urinàries. De manera característica, el dolor ocasionat pels trastorns dels òrgans interns, com els que constitueixen l’aparell urinari, es pot manifestar de dues maneres: com a dolor local o com a dolor referit. El dolor local és la sensació dolorosa que el pacient sent just a la zona del cos on es localitza l’òrgan afectat. En canvi, el dolor referit és el que se sent en una zona de la superfície del cos més o menys allunyada del punt exacte on se situa el trastorn. Aquesta localització del dolor referit és deguda al fet que les fibres sensitives de l’òrgan afectat i les de la zona de la pell on es refereix el dolor coincideixen en la mateixa arrel nerviosa de la medul·la espinal, i el cervell no discrimina l’origen exacte dels impulsos dolorosos. A causa d’aquestes connexions nervioses, el dolor originat als òrgans del sistema urinari es refereix de manera poc precisa, i de vegades es confon amb el dolor procedent d’altres vísceres. Les característiques i la localització del dolor varien segons l’estructura que ha estat afectada.
El dolor d’origen renal es localitza de manera característica en la fossa lumbar, és a dir, la zona compresa en l’angle format per la columna vertebral lumbar i la darrera costella. El dolor s’irradia en general al llarg de les darreres costelles, fins a la cara anterior de la paret abdominal. Aquest símptoma es presenta quan s’estimulen les terminacions nervioses de la càpsula renal, que són les úniques terminacions sensitives del ronyó. Així, solament ocasionen dolor els trastorns renals que originen una distensió de la càpsula, deguda generalment a l’increment de grandària del ronyó. Les causes més freqüents de dolor renal de característiques típiques són la pielonefritis aguda i la litiasi urinària. D’altres trastorns, com la pielonefritis crònica, la poliquistosi o la hidronefrosi originen un dolor més sord, de característiques poc definides.
El dolor originat a la pelvis renal i l’urèter se sol referir una mica més per sota que l’anterior, en una àrea extensa que s’estén des de la proximitat de les últimes vèrtebres lumbars cap al costat, la part inferior i l’externa de la paret abdominal, l’engonal, els genitals externs i fins i tot la part superior i la interna de la cuixa. Els receptors nerviosos que originen aquest símptoma són estimulats per la distensió de les parets de la pelvis renal o de l’urèter. La causa més comuna d’aquesta distensió és l’obstrucció urinària aguda de l’urèter, la causa principal de la qual és la litiasi urinària. En aquest cas, l’obstrucció ocasiona una retenció d’orina que s’arriba a estendre al ronyó i origina de manera característica l’anomenat còlic nefrític, que constitueix un quadre mixt de dolor urèter al i renal. El dolor típic del còlic nefrític es presenta de manera sobtada, augmenta d’intensitat ràpidament i ocasiona una sensació intensament molesta que inquieta molt la persona que n’és afectada i fa que adopti diverses postures intentant d’atenuar-la. Es característic del dolor de tipus còlic que una vegada ha atès una intensitat màxima no s’hi manté, sinó que s’atenua pel fet que les contraccions peristàltiques de les vies urinàries o la pressió de l’orina acumulada aconsegueixen de vèncer parcialment l’obstrucció, i la distensió de les vies urinàries disminueix. Tanmateix, però, el dolor no sol cedir completament, si no és que es resol totalment l’obstrucció, sinó que es manté un cert grau de molèstia, i al cap d’un cert temps torna a intensificar-se i es repeteix el cicle. Així es van succeint fases de dolor intens amb d’altres de dolor escàs fins que l’obstrucció es resol definitivament.
El dolor originat a la bufeta urinària i la uretra apareix especialment en efectuar la micció, com s’ha descrit en les alteracions miccionals. Tanmateix, però, la distensió de les parets vesicals causada per un retenció d’orina, o la inflamació deguda a una cistitis també poden originar un dolor persistent a la zona baixa de l’abdomen, per sobre del pubis.