Si ritiene che la panencefalite subacuta sclerosante rappresenti una complicazione tardiva dell'infezione da virus del morbillo. Il virus è stato rilevato nel tessuto cerebrale con il microscopio elettronico ed è stato isolato da biopsie cerebrali. È stata dimostrata la presenza dell'antigene del morbillo nel tessuto cerebrale. L'eziopatogenesi della PESS non è ancora pienamente compresa. 