Patogeneza Wirus po wniknięciu namnaża się w komórkach błony śluzowej jamy ustnej lub nosowej, następnie drogą krwi przenika do śledziony i szpiku. Tam ulega intensywnej replikacji, skąd wydostaje się do krwi doprowadzając do wiremii. Intensywny wysiew wirusa do krwi następuje po około 2 - 4 tygodniach od zakażenia. W tym czasie wirus atakuje komórki innych narządów. Istniejące siły obronne organizmu mogą zahamować rozpoczynającą się infekcję.
Rozwijające się zakażenie może przebiec w następujący sposób: Około 1/3 zakażonych kotów nie będzie w stanie zwalczyć infekcji. W przeciągu 1 - 3 lat od zakażenia rozwiną się u nich pełne objawy choroby. Przyjmuje się, że zdecydowana większość tych zwierząt nie przeżywa dłużej niż 3 - 4 lata od momentu zaatakowania przez wirus FeLV. Koty te zostają trwałymi nosicielami wirusa, stanowiąc źródło zakażenia. U około 1/3 kotów rozwijająca się odporność zwalczy zakażenie. Zwierzęta te nie zachorują, pozostała odporność na zakażenie może utrzymać się prawdopodobnie przez kilka lat. U części kotów z tej grupy może dojść do tzw.