После попадания в организм вирус полиомиелита размножается в глотке и кишечнике, затем проникает в кровь и достигает нервных клеток. Под действием вируса нервные клетки разрушаются и гибнут, что ведёт к развитию парезов и параличей.
Кроме поражения нервной системы в некоторых случаях развивается миокардит.