病菌由蚤類叮咬而感染, 細菌在引流的淋巴結內, 被單核細胞吞噬, 但不被殺滅, 且能繁殖, 形成含Ⅰ蛋白的莢膜及其他毒性物質。 淋巴結乃呈出血性壞死, 細菌可沿血循環及淋巴管擴散, 波及淺表淋巴結及縱膈、肺門淋巴結。
10%至20%的患者發生多葉性肺炎, 可為大葉實變及出血性壞死, 膿腫。 吸入染菌塵埃時主要引起肺部病變, 但也可僅累及扁桃體及頸淋巴結。 如未及時治療, 各型鼠疫均可發展為敗血症, 並波及肝、脾等臟器及其他淋巴結。
基本病變為血管和淋巴管的急性出血和壞死, 局部淋巴結有出血性炎症和凝固性壞死,