La patogenesi della conseguente miocardite acuta è da attribuire alla reazione cellulo-mediata nei confronti delle fibre muscolari cardiache, sia contro quelle parassitate sia contro quelle sane, contro le cellule degli endoteli capillari del miocardio e contro le fibre del sistema nervoso autonomo intracardiaco. La localizzazione degli amastigoti nel miocardio e la liberazione in questa sede di antigeni protozoari, che si legano alle cellule vicine e diventano bersaglio della risposta immunitaria umorale e cellulare contro "T. cruzi", provocano una miocardite interstiziale autoimmune. L'organismo diventa incapace di controllare le risposte antiself e i danni che ne derivano sono proporzionali alla concentrazione di autoanticorpi prodotti (tachicardia, insufficienza cardiaca, che può portare all'arresto cardiaco in poche settimane o mesi dall'infezione). Incomincia anche un processo di distruzione dei gangli del SNA e, talvolta, di quello centrale, responsabile delle sindromi che si possono osservare successivamente, durante la fase cronica.