Il segno distintivo della dissezione è il verificarsi di uno stravaso di sangue (un'emorragia) all'interno della parete del vaso. Nella maggior parte dei pazienti è individuabile una lacerazione intimale (una vera e propria "porta d'entrata") che consente al sangue che scorre nel normale letto vascolare di penetrare e, quindi, di comunicare direttamente con la cavità che si forma all'interno della parete vascolare. In una minoranza di pazienti non è invece individuabile questa lacerazione ma è evidente la presenza di un ematoma intramurale apparentemente senza alcuna connessione diretta con il lume del vaso.