Инфицирование происходит путем проникновения вируса через кожу при укусе зараженным комаром. В месте укуса вирус размножается в клетках ретикулогистиоцитарной системы и вызывает воспаление. Проникший в кровь вирус циркулирует с последних дней инкубации до 3-5-го дня лихорадочного периода. Во время вирусемии фиксируется в клетках печени, почках, мышц, головного мозга и других органов, содержащих соединительно-тканные образования. При геморрагических вариантах Денге наблюдается глубокое поражение мелких кровеносных сосудов. Вызывая цитолиз, вирус повторно циркулирует в крови.
В развитии геморрагического варианта Денге придают значение иммунопатологическим реакциям. После образования комплекса вирус-антитело он вновь внедряется с помощью Fc-рецепторов в мононуклеарные моноциты. Активная репликация вируса в этих клетках приводит к серии вторичных иммунологических реакций (активация комплемента, кининовой системы и др.) и развитию тромбогеморрагического синдрома. При первичном внедрении вируса возникает классическая форма лихорадки Денге. При повторном заражении на фоне предшествующей сенсибилизации вирусом Денге (от 3 мес до 5 лет) развивается геморрагическая форма. Геморрагическая форма Денге встречается у аборигенов. Впервые прибывшие в эндемический очаг заболевают только классической Денге (без выраженного геморрагического синдрома). Геморрагические проявления возникают не только в коже, слизистых оболочках, но и во внутренних органах: эндо- и перикарде, плевре, брюшине, слизистой оболочке желудка, кишечника, головном мозге. Вирус Денге, обладая токсическим действием, вызывает дегенеративные изменения в печени, почках, миокарде.
