病变主要限于消化道。胃迟缓，内充满凝乳块和乳汁。小肠肠管菲薄，半透明，肠内容物为浆液性或水样，灰黄色或灰黑色，小肠绒毛短缩扁平，肉眼也可看出，如用放大镜或解剖显微镜检查更清楚。小肠黏膜的这些变化，主要出现在空肠、回肠，是绒毛上皮细胞破坏和小肠适应性和再生性应答的综合。，在腹泻开始的同时或稍早可以稍微看到一些肉眼可殉‘观的损害，在1～14日龄猪最为严重。胃内常存在食料，小肠1/2到2/3的肠壁较薄，内含大量水样、絮结的黄色或灰色液体而使肠管膨大。腹泻24h后，小肠蠕动增强而使胀大的肠管逐渐平复，肠管壁的厚度也渐恢复，外表接近正常。小肠后2/3部位的乳糜管中不含乳糜，相关的肠系膜淋巴结小而呈棕黄色。盲肠和结肠也含类似内容物而胀大。在2 1日龄以上的猪中，肉眼观察损害较轻。肠系膜淋巴结水肿，胆囊肿大。
组织学变化：据文献资料报道实验接种乳猪引起的显微损害有很多。接种后16～18h绒毛尖端的上皮细胞和周围的绒毛发生变性。变性细胞肿胀，细胞浆稀少，核肿大，细胞边缘呈不规则的毛刷状。变性细胞常自邻近细胞或基质脱离。接种后16-24h坏死细胞导致明显的绒毛萎缩，接种后24-72h最为严重。萎缩绒毛的尖端可被减薄的近乎扁平的上皮细胞覆盖，在固有层中有不等量的细胞碎片。接种24-48h后可以看到邻近绒毛暴露的固有层接触而导致绒毛融合。接种48-72h后，肠腺上皮增生而导致肠腺明显加深。正常绒毛完全再生所需时间取决于猪的年龄。在许多实验接种中，用扫描电镜详细研究了感染的小肠黏膜的表面解剖特征。变性的绒毛上皮细胞溶解或脱落导致绒毛腐蚀性缩短。在几个小时内，腐蚀的绒毛尖端被连续的上皮细胞层覆盖，几乎没有留下肿大和变性的上皮细胞。
电镜观察：发现轮状病毒感染主要局限在小肠绒毛的上皮细胞，所以组织学检查病变主要局限在绒毛部，绒毛顶端柱状上皮由于病毒感染、增殖，致上皮细胞脱落或坏死溶解。绒毛变短，隐窝上皮未分化成熟就移向发病感染的绒毛顶部上皮的位置，所以在绒毛顶部常见未分化成熟的立方上皮所覆盖，固有层可见有淋巴细胞、单核细胞和多形核粒细胞浸润。
