Dopo che è avvenuto il legame si avviano i fenomeni che danno luogo alla fusione tra la membrana virale e quella della cellula, che ha come protagonista la proteina gp41. Il processo di fusione è innescato da cambiamenti conformazionali scatenati dal legame con CD4 e, probabilmente, anche dall'attacco dell'ansa V3 di gp120 da parte di alcune proteasi cellulari. Gp41 ha una parte N-terminale, formata da aminoacidi apolari, che si inserisce nella membrana cellulare.