中國乙腦病毒的傳播媒介主要為三帶喙庫蚊。蚊感染病毒后，中腸細胞為最初復制部位，經病毒血癥侵犯唾液腺和神經組織，并再次復制，終身帶毒并可經卵傳代，成為傳播媒介和貯存宿主。在熱帶和亞熱帶，蚊終年存在，蚊和動物宿主之間構成病毒持久循環。在溫帶，鳥類是自然界中的重要貯存宿主。病毒每年或通過候鳥的遷棲而傳入，或病毒在流行區存活過冬。有關病毒越冬的方式可為：
①越冬蚊再感染鳥類，建立新的鳥—蚊—鳥循環；
②病毒可在鳥、哺乳動物、節肢動物體潛伏越冬。實驗表明，自然界中蚊與蝙蝠息息相關，蚊將乙腦病毒傳給蝙蝠，受染蝙蝠在10℃，不產生病毒血癥，可持續存在達3個月之外，當蝙蝠返回室溫環境3天后，出現病毒血癥，構成蚊—蝙蝠—蚊的循環；
③冷血脊椎動物為冬季貯存宿主（如蛇、蛙、蜥蜴等），可分離出病毒。家畜和家禽在流行季節感染乙腦病毒，一般為隱性感染，但病毒在其體內可增殖，侵入血流，引起短暫的病毒血癥，成為乙腦病毒的暫時貯存宿主，經蚊叮咬反復傳播，成為人類的傳染源。特別是當年生仔豬最為重要，對乙腦病毒易感，構成豬—蚊—豬的傳播環節，故在人群流行前檢查豬的病毒血癥和蚊帶毒率，可預測當年人群的流行程度，并通過豬的免疫預防，可控制本病在豬及人群中的流行。
當帶毒雌蚊叮咬人時，病毒隨蚊蟲唾液傳入人體皮下。先在毛細血管內皮細胞及局部淋巴結等處的細胞中增殖，隨后有少量病毒進入血流成為短暫的第一次病毒血癥，此時病毒隨血循環散布到肝、脾等處的細胞中繼續增殖，一般不出現明顯癥狀或只發生輕微的前驅癥狀。約經4～7日潛伏期后，在體內增殖的大量病毒，再侵入血流成為第二次病毒血癥，引起發熱、寒戰及全身不適等癥狀，若不再繼續發展者，即成為頓挫感染，數日后可自愈；但少數患者（0.1%）體內的病毒可通過血腦屏障進入腦內增殖,引起腦膜及腦組織發炎，造成神經元細胞變性壞死、毛細血管栓塞、淋巴細胞浸潤，甚至出現局灶性壞死和腦組織軟化。臨床上表現為高燒、意識障礙、抽搐、顱內壓升高以及腦膜刺激癥。重癥患者可能死于呼吸循環衰竭，部分患者病后遺留失語、強直性痙攣、精神失常等后遺癥。