広東住血線虫の幼虫が誤って人間の体内に入ると、消化管壁を突き破って血管に侵入し、血流に乗って中枢神経系（脳や脊髄）へと到達します。人間は本来の宿主ではない「偶発宿主」であるため、線虫は脳内で成虫になれず、やがて脳組織や髄膜の中で死滅します。この死滅した虫体に対して生体が起こす激しい免疫反応こそが、病態の本体です。
感染から発症までの潜伏期間は、およそ1週間から3週間程度（平均約2週間）とされていますが、摂取した幼虫の数によっては数日から1ヶ月以上に及ぶケースもあります。
引き起こされる代表的な病態が「好酸球性髄膜炎（こうさんきゅうせいずいまくえん）」です。代表的な自覚症状には以下のようなものがあります。
・割れるような激しい頭痛（鎮痛薬が効きにくい拍動痛）
・頸部硬直（首の後ろが板のように固くなり前に曲がらない）
・発熱、悪心、激しい嘔吐
・知覚異常（皮膚に触れるだけで電気が走るような激痛や痺れ）
・顔面神経麻痺、複視（物が二重に見える）、視力障害
髄液検査を行うと、アレルギーや寄生虫感染で増加する白血球の一種「好酸球」が異常高値を示します。脳圧の上昇に伴い、意識混濁や痙攣発作を起こし、最悪の場合は昏睡状態に陥ることも珍しくありません。
