单纯的鸡传染性贫血最特征性的剖检病变是骨髓萎缩。大腿骨的骨髓呈脂肪色、淡黄色或粉红色;胸腺萎缩、充血,严重时可导致完全退化,随病鸡日龄的增加,胸腺萎缩比骨髓的病变更容易观察到,法氏囊萎缩不明显,常呈一过性,有时重量降低,体积变小,而大多数病鸡法氏囊的外观呈半透明状态。病情严重者,可见肝、肾肿大,变黄质脆。有时可见到腺胃黏膜出血和皮下与肌肉出血。
组织病理学检查可见骨髓中红细胞、血小板、粒细胞和它们的前体细胞减少,取而代之的是脂肪组织。胸腺萎缩是皮质和髓质淋巴细胞减少的结果,法氏囊和脾脏淋巴细胞亦减少,但程度和持续时间均没有胸腺严重。