馬爾堡病毒進入*后，首先侵犯樹突狀細胞和巨噬細胞，爾后被帶至區域淋巴結，在淋巴系統內播散，并通過血行感染肝、脾和其他組織。本病的發病機制主要包含以下兩方面：

1. 病毒感染宿主細胞導致細胞的直接損傷：其機制是：病毒和細胞表面的凝集素結合，通過病毒蛋白的毒性作用導致細胞壞死。

2. 病毒和機體免疫系統相互作用導致細胞的間接損傷：其機制是：

1) 病毒由入侵部位擴散至各系統，從而抑制機體固有免疫應答，包括樹突狀細胞和巨噬細胞對1型干擾素的應答;

2) 由于病毒感染，樹突狀細胞對T細胞的活化受到部分抑制，從而影響體液免疫反應;

3) 在整個感染過程中產生大量淋巴細胞凋亡，導致免疫抑制; 4 受感染的巨噬細胞產生各種介質，并通過各種途徑導致嚴重病變，如細胞表面表達組織因子引發播散性血管內凝血;細胞因子和趨化因子的釋放導致血管功能失調、低血壓和多臟器功能衰竭等。