Czas wystąpienia poważnych objawów nie jest dokładnie znany, ale może wahać się od kilku dni do trzech tygodni. Podejrzewa się, że czas po jakim występują dolegliwości ze strony układu pokarmowego nie przekracza 12 godzin. Dawka infekcyjna L. monocytogenes zależy od szczepu i podatności organizmu i waha się od 100 do 1000 komórek. Zakłada się, że w przypadku surowego mleka do wywołania choroby u osoby wrażliwej wystarczy mniej niż 1000 bakterii. Mogą one wnikać do nabłonka jelit, a następnie zasiedlając makrofagi, monocyty bądź granulocyty dostają się do krwi, którą są roznoszone po całym organizmie (sepsa). Obecność bakterii wewnątrz komórek fagocytarnych sprawia, iż mogą się one przedostawać do mózgu oraz prawdopodobnie przenikać poprzez łożysko do płodu ciężarnej kobiety. Patogeneza L. monocytogenes opiera się głównie o zdolność bakterii do przetrwania i namnażania się w komórkach fagocytarnych gospodarza.

W przypadku wewnątrzkomórkowej lokalizacji bakterii dochodzi do indukcji produkcji interferonów typu I w wyniku wytwarzania przez Listerię cyklicznych dwunukleotydów GMP-AMP.