脊髓灰质炎病毒自口咽部或肠粘膜侵入人体后，即在局部粘膜上皮细胞内以及淋巴组织如扁桃体，咽壁淋巴组织，颈部深层淋巴结以及肠壁集合淋巴组织肠系膜淋巴结中生长繁殖。在1～3日内即可向咽部或肠道排出病毒。机体的免疫系统受刺激产生特异性抗体。若抗体产生早而量多，能将病毒清除则形成隐性感染而人不发病，否则，局部繁殖的病毒可经淋巴进入血循环，形成病毒血症。并随血流侵犯易感的非神经组织，特别是淋巴组织。在该处生长繁殖后，又可再次进入血循环形成二次病毒血症。在此过程中，若机体内循环的特异性抗体已足够将其中和，可终止病毒血症而使病毒不再有机会侵犯中枢神经系统。临床上患者仅有上呼吸道或肠道症状。形成顿挫型感染。大多数受感染者表现为隐性或顿挫型感染。小部分受感染者，由于病毒毒力强，或由于体内特异性抗体产生过迟或不足，不能及时消灭血中的病毒，而使其侵犯中枢神经系统，在大脑、中脑、延髓、下丘脑，小脑及脊髓等部位引起病变。但主要在脊髓，其次为脑干。脊髓又以颈段和腰段的前角运动细胞受损最为严重。所以，临床上以肢体瘫痪者较多，尤多见下肢瘫痪。而脑干病变又可出现颅神经运动核受损。呼吸中枢和血管运动中枢受累。中枢神经系统病变的分布和轻重程度，决定临床上有无瘫痪，瘫痪的轻重和是否留有后遗症。