Việc truyền Y. pestis tới cá thể không bị nhiễm bệnh có thể thực hiện được bằng bất kỳ phương tiện nào sau đây:

• Giọt tiếp xúc - ho hay nhảy mũi vào người khác
• Tiếp xúc trực tiếp - chạm vào người bị bệnh, kể cả tiếp xúc tình dục
• Tiếp xúc gián tiếp - thường là bằng cách chạm vào ô nhiễm đất hoặc bề mặt bị ô nhiễm
• Truyền dẫn không khí - nếu vi sinh vật có thể tồn tại trong không khí trong thời gian dài
• Truyền qua đường miệng - thường là từ thức ăn bị ô nhiễm hoặc nguồn nước
• Sự lây truyền qua sinh vật - do côn trùng hoặc các động vật khác thực hiện.

Yersinia pestis lưu thông trong các hồ chứa động vật, đặc biệt là ở loài gặm nhấm, trong các vùng ô nhiễm ở tất cả các lục địa ngoại trừ Úc. Các khu rừng tự nhiên của bệnh dịch hạch nằm trong một vành đai rộng ở vĩ độ nhiệt đới và cận nhiệt đới và phần ấm hơn của vĩ độ ôn đới trên toàn cầu, giữa hai đường thẳng 55 độ Bắc và 40 độ Nam. Trái ngược với thông tin phổ biến, chuột không trực tiếp bắt đầu sự lây lan của bệnh dịch hạch. Nó chủ yếu là một bệnh trong bọ chét (Xenopsylla cheopis) làm nhiễm bệnh cho chuột, làm cho chuột trở thành nạn nhân đầu tiên của bệnh dịch hạch. Nhiễm trùng ở người xảy ra khi một người bị cắn bởi một con bọ chét hoặc bị cắn bởi một loài gặm nhấm mà chính nó đã bị nhiễm trùng bởi vết cắn của một con bọ mang bệnh. Các vi khuẩn nhân lên trong bọ chét, gắn bó với nhau để tạo thành một phiến chặn dạ dày của nó và làm cho nó đói. Bọ chét cắn một cá thể chủ và vẫn tiếp tục ăn, mặc dù nó không thể ngăn được cơn đói của nó, và do đó con bọ chét có máu bị nhiễm vi khuẩn trở lại vết thương để cắn. Các vi khuẩn mang bệnh dịch hạch sau đó lây nhiễm vào một cá thể mới, và cuối cùng thì bọ chét chết đói. Sự bùng phát dịch bệnh nghiêm trọng thường xảy ra do các vụ dịch bệnh khác ở loài gặm nhấm, hoặc sự gia tăng dân số của động vật gặm nhấm.

Năm 1894, hai nhà nghiên cứu vi khuẩn, Alexandre Yersin của Pháp và Kitasato Shibasaburō của Nhật Bản, đã phân lập vi khuẩn ở Hồng Kông, nơi chịu trách nhiệm cho đại dịch thứ ba. Mặc dù cả hai nhà điều tra đã báo cáo kết quả của họ, một loạt các tuyên bố mập mờ và mâu thuẫn của Kitasato cuối cùng đã dẫn đến việc chấp nhận Yersin là người phát hiện ra. Yersin đã đặt tên nó là Pasteurella pestis để tôn vinh Viện Pasteur, nơi ông làm việc, nhưng năm 1967 nó đã được chuyển sang một chi mới, đổi tên thành Yersinia pestis để tôn vinh Yersin. Yersin cũng lưu ý rằng những con chuột này bị ảnh hưởng bởi dịch hạch không chỉ trong các vụ dịch bệnh dịch mà còn thường xảy ra trước những vụ dịch như thế ở người, và dịch bệnh này đã được nhiều người dân địa phương coi là bệnh của chuột: người dân ở Trung Quốc và Ấn Độ khẳng định rằng khi một số lớn chuột đã được tìm thấy đã chết, dịch bệnh bùng phát ngay sau đó. Năm 1898, nhà khoa học người Pháp Paul-Louis Simond (người cũng đã đến Trung Quốc để chống lại đại dịch thứ ba) đã thành lập rầy, chim chóc gây bệnh. Ông đã lưu ý rằng những người bị bệnh không phải là tiếp xúc gần gũi với nhau để mắc căn bệnh này. Ở Vân Nam, Trung Quốc, người dân sẽ chạy trốn khỏi nhà ngay khi nhìn thấy chuột chết, và trên đảo Formosa (Đài Loan), người dân đã xem xét việc xử lý những con chuột chết làm tăng nguy cơ mắc bệnh dịch hạch. Những quan sát này khiến ông nghi ngờ rằng bọ chét có thể là một yếu tố trung gian trong việc truyền bệnh dịch hạch, vì người ta mắc bệnh dịch hạch chỉ khi họ tiếp xúc với chuột chết gần đây, những con chết cách đây chưa đầy 24 giờ. Trong một thử nghiệm cổ điển hiện nay, Simond đã chứng minh làm thế nào một con chuột khỏe mạnh chết vì bệnh dịch hạch sau khi con bọ chét đã bám lấy nó.