Vấn ñề sinh bệnh học ñã có nhiều tác giảñi sâu nghiên cứu về nhiều mặt. Quá trình sinh bệnh học trước hết do tác ñộng trực tiếp của mầm bệnh qua các giai ñoạn phát triển nội sinh trong cơ thể gà làm cho các tế bào biểu bì bị phá hủy hàng loạt, các mạch quản, thần kinh bị hủy hoại, tạo ñiều kiện thuận lợi cho hệ vi sinh vật phát triển và gây bệnh thêm cho gà (Vandonin Berke, 1957).
Mặt khác do sự phá hủy hàng loạt các tế bào ñã gây ra các ổ hoại tử lớn cho lớp niêm mạc làm cho nhiều ñoạn ruột không tham gia vào quá trình tiêu hóa, con vật thiếu máu trầm trọng. Protein tổng số của huyết thanh và ñường huyết giảm, một số enzyme bị giảm hoạt tính nhất là hoạt tính Phosphataza
kiềm ở niêm mạc ruột non, do ñó gà mắc bệnh cầu trùng sẽ rối loạn quá trình hấp thu các acid amin, giảm sức lớn và sự phát triển.
Dưới tác ñộng của cầu trùng làm cho các mô bào ñường tiêu hóa bị tổn thương, biến ñổi tạo ñiều kiện cho các vi khuẩn có hại xâm nhập như
Clostridium perfringens, Salmonellatyphimurium cùng với một số bệnh ghép khác làm cho bệnh càng nặng và phức tạp thêm.
Theo nghiên cứu của Lê Văn Năm thì E.coli gây bại huyết luôn là bạn
ñồng hành của cầu trùng. Trong ñó cầu trùng ñóng vai trò quyết ñịnh, E.coli
ñóng vai trò thúc ñẩy. Trường hợp gà bị cầu trùng, nhất là cầu trùng cấp thì 100% số ñàn bị bệnh ñều bị bội nhiễm với E.coli bại huyết. Cơ chế sinh bệnh trong trường hợp này ñược giải thích là: Do tác ñộng của cầu trùng làm phá vỡ cấu trúc niêm mạc ruột gây rối loạn tiêu hóa, viêm ruột xuất huyết, chức năng hấp thu của ruột bịảnh hưởng, nhu ñộng của ruột cũng thay ñổi,…Tất cả
những hiện tượng trên ñều dẫn tới phá vỡ cân bằng sinh học, làm cho các chủng E.coli có lợi bị tiêu diệt, các chủng E.coli có hại sinh sản nhanh và thâm nhập ồ ạt vào ñường máu qua các vùng niêm mạc ruột ñã bị tổn thương do cầu trùng gây nên làm gà bị nhiễm trùng huyết cấp tính.