При быстром введении в полую вену жидкости (крови или физиологического раствора) происходит повышение частоты сердечных сокращений. Рефлекс запускается с волюморецепторов устьев полых вен, его афферентные пути проходят в составе задних корешков спинного мозга, а также по волокнам X пары черепных нервов. Возбуждение рецепторов предсердий приводит к снижению парасимпатических влияний на сердце (главным образом на синусно-предсердный узел), что, в свою очередь, вызывает повышение частоты сердечных сокращений. Рефлекс Бейнбриджа направлен на разгрузку венозной системы большого круга и перераспределение крови в сосуды малого круга.
Также данный рефлекс необходим для того, чтобы компенсировать снижение ЧСС. В физиологических условиях активация волюморецепторов предсердий происходит в ответ на увеличение объёма циркулирующей крови (ОЦК). Повышение ОЦК приводит к росту артериального давления. В результате активируются барорецепторы и запускается депрессорный рефлекс. Сердечный компонент депрессорного рефлекса заключается в снижении частоты сердечных сокращений. Для того, чтобы избежать избыточной брадикардии, запускается рефлекс Бейнбриджа.