La zanzara infetta, durante il pasto ematico, inietta il virus con la saliva nei piccoli vasi sanguigni sottocutanei. In seguito i virus si replicano nei linfonodi e infettano, in particolare, le cellule dendritiche. A seguito di una disseminazione ematogena, raggiungono il fegato per infettare gli epatociti (probabilmente indirettamente tramite le cellule di Kupffer) che porta alla degradazione eosinofila di queste cellule e al rilascio di citochine. Corpuscoli apoptosici, noti come corpi di Councilman, appaiono nel citoplasma degli epatociti. Si osserva un risparmio degli epatociti periportali e pericentrali, e degenerazione grassa. Può verificarsi insufficienza renale sia per ipoperfusione che per necrosi tubulare acuta. Si verifica una grave insufficienza epatica con iperbilirubinemia responsabile dell'ittero, la colorazione giallastra della cute che ha dato il nome alla malattia. La diatesi emorragica è su base multifattoriale, correlata alla diminuita produzione di fattori della coagulazione e alla trombocitopenia.