心迷走神经兴奋后可引起心率减慢等一系列变化。一般来说，心迷走神经兴奋时会对心脏的活动产生多方面影响。
对心率的影响
心率减慢：心迷走神经兴奋释放乙酰胆碱，作用于心肌细胞膜上的M受体，使窦房结细胞钾离子外流增加，最大复极电位绝对值增大，自动去极化到达阈电位的时间延长，从而导致心率减慢。通常这种心率减慢可以在几秒到几十秒内有所体现。
对心肌收缩力的影响
心肌收缩力减弱：心迷走神经兴奋时释放的乙酰胆碱，会抑制钙离子内流，使心肌细胞内钙离子浓度降低，进而导致心肌收缩力减弱。这种减弱在一些实验观察中可以发现，心肌收缩时的幅度会明显变小。
对房室传导的影响
房室传导速度减慢：心迷走神经兴奋会影响房室交界区细胞的电活动，使房室结细胞的0期去极化速度减慢，动作电位幅度减小，从而导致房室传导速度减慢。在心电图等监测中可以看到P - R间期可能会延长，一般延长的时间会有一定范围的变化。例如在一些研究中发现，正常P - R间期约0.12 - 0.20秒，当心迷走神经兴奋时，可能会使P - R间期延长超过0.20秒等情况。
对心脏其他方面的影响
不应期改变：心迷走神经兴奋还会影响心肌细胞的不应期，使心肌细胞的有效不应期等发生变化。比如会使心房肌的不应期缩短相对不明显，但对心室肌等的不应期也会有一定调节作用，不过具体变化需要结合更详细的电生理研究来确定。