Presentamos un análisis integrado de las mediciones clínicas, las células inmunes y las multiómicas plasmáticas de pacientes con 139COVID-19 que representan todos los niveles de gravedad de la enfermedad, a partir de extracciones de sangre en serie recolectadas durante la primera semana de infección después del diagnóstico. Identificamos un cambio importante entre enfermedad leve y moderada, momento en el que la señalización inflamatoria elevada se acompaña de la pérdida de clases específicas de metabolitos y procesos metabólicos. Dentro de este ambiente de plasma estresado en la enfermedad moderada, surgen múltiples fenotipos de células inmunes inusuales y se amplifican con la gravedad de la enfermedad. Condensamos más de 120.000 características inmunes en un solo eje para capturar cómo se coordinan las diferentes clases de células inmunes en respuesta al SARS-CoV-2. Este eje de respuesta inmune se alinea independientemente con los principales cambios en la composición del plasma, con la métrica clínica de la coagulación sanguínea y con la transición brusca entre enfermedad leve y moderada. Este estudio sugiere que la enfermedad moderada puede proporcionar el escenario más eficaz para la intervención terapéutica.