Na primeira fase da doença, conhecida como fase septicêmica ou leptospirêmica, as leptospiras são encontradas no sangue, no liquor, no humor aquoso e nos tecidos. Essa fase septicêmica dura 3 a 9 dias, seguida de um breve período de defervescência e de melhora dos sintomas iniciais, que pode durar de algumas horas a 3 dias. O quadro clínico da fase leptospirêmica tem início súbito, com calafrios, febre alta (39ºC a 40ºC), mialgia intensa, náuseas, vômitos, prostração. Caracteriza-se pela instalação abrupta de febre (39ºC- 40º C), comumente acompanhada de cefaleia,calafrios mialgia, anorexia, náuseas e vômitos, e pode não ser diferenciada de outras causas de doenças febris agudas. Podem ocorrer diarreia, artralgia, hiperemia ou hemorragia conjuntival, fotofobia, dor ocular e tosse. Exantema ocorre em 10 a 20% dos pacientes e apresenta componentes de eritema macular, papular, urticariforme ou purpúrico, distribuídos no tronco ou região pré-tibial. Em menos de 20% dos casos de leptospirose também podem ocorrer hepatomegalia, esplenomegalia e linfadenopatia. Observa-se, nessa primeira fase, uma vasodilatação sistêmica, sobretudo ocular. A presença da hiperemia conjuntival é um achado semiológico frequente e, para muitos autores, a sufusão hemorrágica na conjuntiva, normalmente observada a partir do 3o dia de doença, é muito peculiar na leptospirose.