Возбудители ОРВИ проникают в эпителиальные клетки слизистых оболочек верхних отделов дыхательного тракта и, размножаясь, вызывают в них дистрофические и воспалительные изменения. Разные виды респираторных вирусов обладают преимущественной тропностью к эпителию определенных участков дыхательного тракта. Для вируса парагриппа наиболее характерно поражение слизистой оболочки гортани; для аденовируса — слизистой носоглотки с вовлечением конъюнктивы глаз и лимфоидных образований; для РС-вируса – воспаление слизистой мелких и средних бронхов; для гриппа – поражение трахеи, а риновирусной — носовой полости.

Проникновение вирионов в кровоток сопровождается общетоксическим и токсико-аллергическим синдромом, подавлением реакций клеточного и гуморального иммунитета. Для некоторых ОРВИ у детей (например, гриппа, аденовирусной инфекции) характерна длительная персистенция в латентном состоянии в лимфоидной ткани или различных органах. Снижение местного иммунитета при ОРВИ у детей содействует активизации условно-патогенной бактериальной флоры и приводит к усилению воспалительного поражения дыхательных путей.