Solitamente il midollo osseo contiene un diffuso infiltrato di linfociti, plasmacellule e linfociti plasmocitoidi intermedi, spesso accompagnato da una iperplasia reattiva dei mastociti. Si osservano i "corpi di Russell" e i "corpi di Dutcher" (inclusioni PAS+ contenenti immunoglobuline in sede rispettivamente citoplasmatica e nucleare) nelle cellule plasmocitoidi. Interessa il midollo osseo, ma può diffondersi anche ai linfonodi, alla milza e al fegato; può inoltre verificarsi un'infiltrazione delle radici nervose, delle meningi e raramente, in stadi avanzati della malattia, al cervello.