В основе патологоанатомических изменений при болезни Вейля — Васильева лежат разрушение эритроцитов и повреждение сосудистых стенок, обусловленные жизнедеятельностью лептоспир в кровеносном русле. Наблюдающаяся желтуха является гемолитической и сопровождается гемосидерозом печени, а в отдельных случаях и почек.

Поражение сосудов проявляется геморрагическим диатезом с кровоизлияниями в коже, слизистых и серозных оболочках, мышцах, легких и других внутренних органах.

В стенках сосудов при этом изменения либо не обнаруживаются, либо отмечаются периваскулярные круглоклеточные воспалительные инфильтраты.

Описаны лептоспирозные эндокардиты. С наибольшим постоянством обнаруживаются изменения в поперечнополосатой мускулатуре и почках.

В мышцах, особенно икроножных и грудных, наряду с кровоизлияниями, отмечаются мелкоочаговые участки восковпдного некроза.

Почки, поражение которых может иметь ведущее значение в картине клинического течения болезни, увеличиваются, становятся бледными, дрябловатыми. Иногда изменения почек напоминают картину большой пестрой почки, наблюдаемой при подостром гломерулонефрите, в них обнаруживаются множественные кровоизлияния.

Микроскопически процесс в них характеризуется развитием глубоких дистрофических изменений в эпителии извитых канальцев, вплоть до некроза, и явлениями иптерстициального нефрита.