Głównymi wrotami zakażenia jest układ oddechowy, choć istnieją przypuszczenia, że mogą nimi być także otarcia skóry i rany. We wczesnej fazie choroby wirus zakaża pęcherzyki płucne i komórki nabłonka oskrzelików i jest obecny głównie w wydzielinie nosa i gardła, co skutkuje martwiczym zapaleniem pęcherzyków płucnych z wybroczynowością, obrzękiem i aspiracyjnym zapaleniem płuc. Zakażenie komórek nabłonka układu oddechowego indukuje pojawienie się cytokin prozapalnych i rozwój zespołu przypominającego ostrą niewydolność oddechową. Po zajęciu śródbłonka drobnych naczyń krwionośnych płuc, wirus zakaża mózg, nerki i śledzionę. U świń wirus Nipah zakaża limfocyty T. Do mózgu wirus za pośrednictwem nerwu węchowego lub naczyń krwionośnych mózgu, wywołując ich zapalenie, zakrzepy i martwicę istoty szarej i białej i obrzęk.