病毒在神經系統中復制導致了病理改變，復制的速度是決定其神經毒力的重要因素。病變主要在脊髓前角、腦髓質、橋腦和中腦，開始是運動神經元的尼氏體變性，接著是核變化、細胞周圍多形核及單核細胞浸潤，最后被噬神經細胞破壞而消失。但并不是所有受累神經元都壞死，損傷是可逆性的，起病3~4周后，水腫、炎癥消退，神經細胞功能可逐漸恢復。引起癱瘓的高危因素包括過度疲勞、劇烈運動、肌肉注射、扁桃體摘除術和遺傳因素等。
