Viêm cơ tim do virus có thể biểu hiện bằng một tình trạng viêm rất đột ngột đặc trưng bằng sự tẩm nhuận tế bào viêm, thoái hóa và hoại tử tế bào cơ tim, sau đó là quá trình xơ hóa của cơ tim. Một hình thức khác của viêm cơ tim do virus là ARN hoặc ADN, vật chất di truyền của virus, có thể tồn tại lâu dài trong cơ tim. Cơ thể chống lại tình trạng này bằng những phản ứng miễn dịch thông qua sự hoạt hóa các tế bào lympho độc tế bào (cytotoxic lymphocytes) và tế bào giết tự nhiên (natural killer cells). Tuy nhiên những phản ứng miễn dịch này cùng với sự phát triển không bình thường của virus lại làm suy giảm chức năng cơ tim mà không có sự tiêu tế bào rõ rệt. Ngoài ra, sự tồn tại của virus có thể làm thay đổi sự biểu hiện kháng nguyên của phức hợp hòa hợp tổ chức chính (major histocompatibility complex) tạo nên sự phơi nhiễm của hệ miễn dịch với những kháng nguyên tân tạo. Sự giải phóng các cytokine như yếu tố ly giải khối u alpha (TNF alpha) và interleukin 1 cũng khởi động những thay đổi bất thường về đáp ứng miễn dịch của cơ thể. Hậu quả cuối cùng của các quá trình bệnh lý phức tạp trên thường là bệnh cơ tim giãn.