All’esame morfologico si apprezza dilatazione delle quattro camere cardiache. Spesso la dilatazione interessa principalmente il ventricolo sinistro, ma nelle fasi tardive della malattia anche il ventricolo destro viene inevitabilmente coinvolto; ciò porta di conseguenza ad uno stato di scompenso cardiaco globale. Gli spessori parietali possono essere ispessiti, nella norma o diminuiti. La presenza di pareti con spessori ridotti è un fattore prognostico sfavorevole, mentre l’ispessimento delle pareti svolgerebbe un ruolo compensatorio, volto a ridurre lo stress parietale. L’apparato valvolare è in genere normale, benché la dilatazione delle camere causi una dilatazione dell’anulus con conseguente instaurazione di insufficienze valvolari a carico della tricuspide e/o della mitrale. Si possono apprezzare trombi murali, specialmente in area apicale, che possono causare un’embolia sistemica; di conseguenza aumenta il rischio di ictus e di infarti mesenterici. La contrattilità ventricolare è ridotta. Ciò permette l’instaurarsi di una disfunzione sistolica. Le arterie coronarie in genere sono normali. Dato che la cardiopatia ischemica si manifesta come una cardiomiopatia dilatativa la coronarografia permette di fare diagnosi differenziale tra le due patologie. L’interessamento preferenziale del ventricolo destro deve far sospettare la displasia aritmogena del ventricolo destro. All’esame istologico si avrà ipertrofia miocitaria con fibrosi interstiziale di grado variabile. I pazienti affetti da cardiomiopatia dilatativa possono presentare infarti miocardici senza però una cicatrice ben definita a causa della marcata fibrosi miocardica.