Da un punto di vista elettrofisiologico è causata da un circuito di rientro costituito da un percorso in senso anterogrado attraverso il sistema nodo-hissiano e in senso retrogrado attraverso una via accessoria atrio-ventricolare occulta a sede parasettale posteriore, a bassa velocità di conduzione e con proprietà decrementali. La via accessoria responsabile della tachicardia di Coumel ha quindi caratteri simili a quelli del nodo AV, cioè conduzione frequenza-dipendente.