La viremia transitoria porta alla disseminazione del sistema reticoloendoteliale e dei muscoli. Dopo la replicazione continua, la viremia secondaria porta alla disseminazione di altri siti, compreso il SNC. In casi fatali, si nota un piccolo cambiamento istopatologico al di fuori del sistema nervoso. L'encefalite di St. Louis è un'eccezione, in quanto occasionalmente è presente il coinvolgimento renale.