自尾蚴钻入皮肤，经童虫移行并发育为成虫，成虫成熟后交配产卵，虫卵沉积于肠道与肝脏等处组织内，血吸虫生活史中四个发育阶段均可造成人体损害，但前三者所造成的病变，或为一过性，或较轻微，均不足以对人体造成显著损害。唯虫卵沉积于组织内所诱发的虫卵肉芽肿反应乃是本病的基本病理改变。
    (1)尾蚴性皮炎：一般发生于感染后6～8小时，长者2～3天。尾蚴钻入皮肤后，其头腺所分泌的溶组织酶及其本身死亡后的崩解产物，可引起局部皮肤毛细血管扩张、充血、出血及水肿，伴中性及嗜酸性粒细胞和组织细胞浸润，皮肤出现红色丘疹，成为“尾蚴性皮炎”。系由速发型和迟发型变态反应所致。持续1～2天后，丘疹自行消退。
    (2)童虫移行所致病变：童虫沿血流移行时，可引起经过处的脏器病变，以肺部病变较为明显，局部可见点状出血及白细胞浸润，严重感染者可发生出血性肺炎，出现咳嗽、发热、荨麻疹及血中嗜酸性粒细胞增多等表现，这与虫体代谢产物或崩解物引起的变态反应有关。
    (3)成虫寄生引起的病变：实验表明，成虫及其代谢产物仅产生局部轻微的静脉内膜炎、轻度贫血与嗜酸性粒细胞增多。虫体死亡后，虽可引起血管壁坏死和肝内门静脉分支栓塞性脉管炎，但较轻微，不致造成严重损害。成熟的雌虫产卵后，某些初次重度感染者可出现重度发热、全身不适、荨麻疹、腹痛、腹泻、肝脾肿大、嗜酸性粒细胞增多等急性血吸虫病表现，它可能属于免疫复合物型。
    (4)虫卵肉芽肿：虫卵除可沉积于直肠、乙状结肠、升结肠、阑尾、回肠末端及肝脏外，尚可见于肠系膜及腹膜后淋巴结、肺脏及脑等器官内。沉积于各处的虫卵所引起的病理变化基本相似，后者有急性和慢性之分。
    血吸虫病引起的肠道病变一般都在肠系膜下静脉分布的范围内，以结肠，尤以直肠、降结肠及乙状结肠为显著，小肠病变极少，仅见于严重患者。急性期表现为肠粘膜红肿，呈急性卡他性炎症，有散在的点状出血和表浅小溃疡。镜下见粘膜和粘膜下层虫卵肉芽肿(急性期)。粘膜坏死脱落，形成浅表溃疡，虫卵由此落入肠腔。临床上出现腹痛、腹泻、便血等症状，粪便中可检出虫卵。至慢性期，轻度感染者，其肠壁结缔组织轻度增生，临床上通常无症状。感染较重者，其病变较广泛，受累结肠明显增厚，肠粘膜增生呈颗粒状，甚至形成息肉；或粘膜萎缩、粘膜皱襞消失。在增生与萎缩肠粘膜间，夹杂有污灰色的浅小溃疡。此外，尚可见小量灰黄色急性虫卵结节。重症慢性血吸虫病时，结肠壁因弥漫性纤维化而广泛增厚，病变部位的肠系膜也见纤维增厚，两者一起形成肿块。
    由于重复感染，雌虫不断产卵，虫卵分批沉积于肠壁，病变新老不一。在纤维增厚、慢性溃疡、息肉形成基础上有发生癌变的可能。
    血吸虫病引起的肝病变，为早期肝肿大，表面可见粟粒状黄色颗粒(虫卵结节)。晚期由于门静脉分支周围大量纤维组织增生，肝变硬、缩小，表面有大小不等的结节，形成血吸虫性肝硬化，门脉侧支循环的建立使食管下端静脉及胃底静脉曲张，脾因门脉高压而淤血肿大，可引起脾功能亢进。
    血吸虫引起的异位损害以肺和脑部最多见，肺内可见粟粒状结节及结节周围渗出性炎症，脑部可出现不同时期的虫卵结节和胶质细胞增生。