Smitta genom intag av sporer per oralt är som nämnts den vanligaste infektionsvägen, men infektion via inhalation, direktkontakt eller insekter (mekanisk vektor) förekommer också. Sporerna gror och bakterien penetrerar mukosan på infektionsplatsen (i tarmen eller svalget). Kapseln skyddar bakterierna från fagocytos och dessa kan föröka sig för att sedan penetrera lymfkärlen och slutligen nå blodbanorna. Vid septikemisk form sker kraftig förökning och det anges att närmare 80 % av organismerna vid döden återfinns i blodet. De tre toxindelarna har en lång rad olika biologiska effekter vars totaleffekt är fagocytdöd, ökad kärlpermeabilitet och rubbad blodkoagulation. Detta resulterar i ödem, chock och död.

Obduktion av misstänkta mjältbrandskadaver skall INTE utföras. Öppnas kadavret sker sporulering och omgivningen kontamineras. Diagnosen bör has i åtanke vid plötsliga dödsfall där djuren genomgår snabb förruttnelse, rigor mortis är ofullständig och blodet mörkt och okoagulerat. Genomförs obduktion ses vid sepsisformen generell lymfadenit, ödem i subkutana vävnader samt en kraftigt förstorad mjälte med sönderfallande konsistens. Mjältens utseende anses vara typiskt för sjukdomen. Hemorragisk gastroenterit och blödningar runt om i kroppen kan ses. Hos får anges splenomegali inte vara ett konstant fynd. Vid svalgantrax hos t.ex. svin ses ödem, blödningar och nekroser i tonsiller, svalglymfknutor och i vävnaden runt svalget. Vid intestinal form ses nekrotiska ulcera i tarmslemhinnan som är mörkröd till färgen. Regional lymfadenit med blödningar och ödem hör till bilden. I avancerade fall ses även peritonit.