La sectorisation s'avère souvent inéquitable. Elle se révèle être un outil qui renforce les inégalités, en assignant les plus démunis dans les ghettos scolaires – entre-soi subi – et en instituant une clôture protectrice pour les familles les plus favorisées – entre-soi voulu –, à l'encontre d'une plus grande mixité sociale et ethnique.
Elle conduit aussi à des établissements souvent sur-ségrégués, c'est-à-dire plus ségrégués que ce que leur quartier n'implique, du fait des stratégies d'évitement. Dans certains territoires urbains, la sectorisation aboutit à une ségrégation dans l'établissement deux fois supérieure à celle de son secteur de recrutement. À Lille et Nancy, les secteurs scolaires contraignent moins de la moitié des familles, les plus défavorisées.
Par ailleurs, les procédures d'affectation des élèves entre établissements sont rarement guidées par l'objectif de mixité sociale. Par construction, l'affectation en fonction du lieu de résidence laisse peu de marges de manoeuvre pour l'objectif de mixité sociale. En pratique, l'objectif de mixité sociale n'est pris en compte qu'à l'occasion du traitement des demandes de dérogation par les directeurs académiques des services de l'éducation nationale (DASEN), mais de manière très résiduelle via le critère boursier institué en 2007.
Ainsi, le taux de demande de dérogation des élèves boursiers oscille autour de 5 % en sixième et en seconde, les familles concernées étant les moins capables de s'engager dans une telle démarche administrative. Les demandes de dérogations sont principalement motivées par des considérations personnelles, telles que l'organisation familiale ou les transports, ou bien par des choix pédagogiques, en faveur des langues ou des sections sportives, ces dernières dérogations étant de facto les plus fréquentes. À titre d'illustration, en 2014, environ 56 % des demandes d'entrée par dérogation dans les collèges parisiens n'étaient pas liées aux priorités ministérielles que sont la bourse ou le handicap ou bien à des parcours scolaires particuliers, mais à des critères de confort, tels que le rapprochement de fratrie, la proximité du domicile ou du travail ou encore d'autres motifs non répertoriés par les circulaires.