As leptospiras penetram no organismo pela pele lesada ou mucosa intactas. Após a penetração multiplicam-se rapidamente na circulação sanguínea. A leptospiremia ocorre de 4 a 12 dias pós-infecção. Na leptospirose os alvos primários são os rins e fígado. A leptospira replica-se no epitélio tubular renal e pode causar lesão aguda e insuficiência renal; no fígado pode lesar hepatócitos resultando ocasionalmente em necrose hepática aguda, fibrose hepática e hepatite ativa crônica.
