Leptospira dapat masuk melalui luka di kulit atau menembus jaringan mukosa seperti konjungtiva, nasofaring, dan vagina kemudian masuk ke dalam darah, berkembang biak, dan menyebar ke jaringan tubuh. Leptospira juga dapat menembus jaringan seperti ruang depanmata dan ruang subarakhnoid tanpa menimbulkan reaksi peradangan yang berarti.Tubuh manusia akan memberikan respon imunologik, baik secara selular maupun humoral. Leptospira berkembang biak terutama di ginjal (tubulus konvoluta), serta akan bertahan dan diekskresi melalui urin. Leptospira dapat berada di urin sekitar 8 hari setelah infeksi hingga bertahun- tahun. Setelah fase leptospiremia (4-7 hari), leptospira hanya dijumpai pada jaringan ginjal dan mata. Pada fase ini, leptospira melepaskan toksin yang menyebabkan gangguan pada beberapa organ