В основе патологоанатомических изменений при болезни Вейля – Васильева лежат разрушение эритроцитов и повреждение сосудистых стенок, обусловленные жизнедеятельностью лептоспир в кровеносном русле. Наблюдающаяся желтуха является гемолитической и сопровождается гемосидерозом печени, а в отдельных случаях и почек. Поражение сосудов проявляется геморрагическим диатезом с кровоизлияниями в коже, слизистых и серозных оболочках, мышцах, легких и других внутренних органах. В стенках сосудов при этом изменения либо не обнаруживаются, либо отмечаются периваскулярные круглоклеточные воспалительные инфильтраты. Описаны лептоспирозные эндокардиты. С наибольшим постоянством обнаруживаются изменения в поперечнополосатой мускулатуре и почках. В мышцах, особенно икроножных и грудных, наряду с кровоизлияниями, отмечаются мелкоочаговые участки восковпдного некроза. Почки, поражение которых может иметь ведущее значение в картине клинического течения болезни, увеличиваются, становятся бледными, дрябловатыми. Иногда изменения почек напоминают картину большой пестрой почки, наблюдаемой при подостром гломерулонефрите, в них обнаруживаются множественные кровоизлияния. Микроскопически процесс в них характеризуется развитием глубоких дистрофических изменений в эпителии извитых канальцев, вплоть до некроза, и явлениями иптерстициального нефрита.