Входные ворота инфекции - слизистая оболочка верхних дыхательных путей. Вирус размножается в эпителиальных клетках, в частности, в эпителии дыхательных путей. При электронной микроскопии материала, взятого из пятен Филатова-Бельского-Копликаи кожных высыпаний, обнаруживаются скопления вируса. С последних дней инкубации в течение 1-2 дней после появления сыпи вирус можно выделить из крови. Возбудитель гематогенно разносится по всему организму, фиксируется в органах ретикулоэндотелиальной системы, где размножается и накапливается. В конце инкубационного периода наблюдается вторая, более напряжённая волна вирусемии. Возбудитель обладает выраженной эпителиотропностью и поражает кожные покровы, конъюнктивы, слизистые оболочки респираторного тракта, ротовой полости (пятна Филатова-Бельского-Коплика) и кишечника. Вирус можно обнаружить также в слизистой оболочке трахеи, бронхов, иногда в моче.
В отдельных случаях вирус может заноситься в головной мозг, вызывая специфический коревой энцефалит. В гиперплазированных лимфоидных тканях, в частности в лимфатических узлах, миндалинах, селезёнке, вилочковой железе, можно обнаружить гигантские ретикулоэндотелиоциты (клетки Уортина-Финкельдея). Во многих лейкоцитах выявляют разрушенные хромосомы. Эпителий дыхательных путей может некротизироваться, что способствует присоединению вторичной бактериальной инфекции. С 3-го дня высыпания вирусемия резко снижается, а с 4-го дня вирус обычно не обнаруживается, с этого времени в крови начинают обнаруживаться вируснейтрализующие антитела. При кори развивается специфическая аллергическая перестройка организма, сохраняющаяся длительное время. У привитых со временем резко снижаются титры антител к вирусу кори, тогда как аллергизация сохраняется длительно, что обусловливает атипичное течение болезни спустя 5-7 лет после прививки. Корь приводит к состоянию анергии, что проявляется исчезновением аллергических реакций (на туберкулин, токсоплазмин) у инфицированных лиц, а также обострением хронических бактериальных инфекций.