Virus deponeras ofta i muskelvävnad i samband med bitskada. Virusreplikationen pågår sedan i ickenervös vävnad såsom tvärstrimmiga muskelceller vid platsen för bettet. Immunförsvaret stimuleras oftast inte under denna tid. Efter flera dagar, veckor eller månader sprids sedan virus till centrala nervsystemet via nervbanorna, genom retrograd transport längs den perifera nervens axoplasma, efter att ha passerat den neuromuskulära kontakten. Därefter sprids infektionen i CNS, och från centrala nervsystemet längs perifera nervbanorna till bl. a. spottkörtlarna. De största mängderna virus återfinns i nervös vävnad, spottkörtlar, saliv och cerebrospinalvätska. Virusutsöndring i saliv förekommer i 50–90 % av fallen och kan börja upp till 14 dagar innan de kliniska symtomen debuterar. Från centrala nervsystemet sprids virus också via nervbanor till andra vävnader som lungor, binjurar, njurar, hjärta, ansiktshud och hornhinnor. Cirkulerande antikroppar uppträder inte förrän i sent skede av sjukdomen.
De makroskopiska fynden hos djur som dött i rabies är ospecifika. Magsäcken kan innehålla olika onormala föremål som stenar, pinnar etc.
De mikroskopiska lesionerna påvisas i centrala nervsystemet och är ofta inte så uttalade som kan förväntas av de kliniska symtomen. Det föreligger en nonpurulent encefalomyelit och ganglioneurit. Lesionerna är mest framträdande i hippocampus, pons, medulla och broncata, cerebellum och halsryggmärg. Neurondegeneration är ett framträdande drag. Intracytoplasmatiska inklusioner i neuronen (negrikroppar) ses främst i hippocampusregionen hos köttätare och i Purkinjes celler hos gräsätare hos vissa, men inte alla fall. Mononukleär perivaskulär cellinfiltration kan förekomma.