急性出血性壞死性腸炎的主要病理改變爲腸壁小動脈內類纖維蛋白沉着、栓塞引起的腸出血和壞死。病變部位多見於空腸和迴腸，也有嚴重的十二指腸、結腸和胃，少數病例的胃腸也會受到影響。
病變通常是節性的，可以侷限於腸的一部分，也可以多發性。病變始於從粘膜開始，表現爲腫脹、廣泛出血，皺紋的頂覆蓋綠色假膜，但病變與正常粘膜分界清晰。病變可延伸到粘膜肌層，甚至膠膜。
病變腸壁明顯增厚、變硬，嚴重者可引起腸潰瘍和腸穿孔。鏡下可以看出病變粘膜是深淺不同的壞死變化，輕者只有絨毛的頂端，重者可以累積粘膜的全層。
粘膜的下層除了廣泛出血外，還可以浸泡嚴重的浮腫和炎性細胞。肌肉層和漿膜層有輕微出血，腸平滑肌腫脹、斷裂、玻璃樣品和壞死，血管壁呈纖維樣品壞死，血栓形成，腸壁肌神經叢細胞營養不良變化。
