Attól függően, hogyan kerül a szervezetbe, a HIV vírus sorsa kétféle lehet:
A szabad HIV vírusok többsége a T-helper (segítő) limfocitákhoz, vagy más CD4 receptorral rendelkező sejtekhez kötődik. Itt a vírus vagy
a, közvetlen sejtkárosító hatást fejt ki,
vagy
b, a benne lévő RNS-ről készült DNS másolat (provírus) beépül a gazdasejt DNS-ébe, és a fertőzés mindaddig lappang, amíg valamilyen stimuláló hatás következtében el nem kezdődik a vírusok termelődése, amelyek aztán az előbb említett közvetlen módon károsítják a sejteket.
A betegség lényegét jelentő immunologiai gátoltság, immunszupresszió kialakulásáért két folyamat tehető felelőssé HIV fertőzésben: a szervezet által saját maga ellen termelt autoantitestek képződése, és olyan, a vírus által termelt faktorok megjelenése, amelyek az immunrendszert gátolni képesek.
A fertőzött idegen sejtekkel a szervezetbe jutó HIV vírus jelentős része monocitákba és makrofágokba kerül úgy, hogy ezek a falósejtek a fertőzött idegen sejteket bekebelezik. Bennük a HIV vírus elszaporodik, de őket nem pusztítja el. Így a falósejt a HIV vírus legfontosabb raktára, amelyből átkerülhet a fent említett limfocitákba, és a korábban leírt utakon fejti ki károsító hatását. A monociták és makrofágok egy része szabadon vándorolva mindenhová eljut a szervezetben, többek között a központi idegrendszerbe is.
A HIV fertőzés késői szakaszában (az AIDS kifejlődését megelőzően) emelkedik a fertőzött sejtek aránya és a sejtekből felszabaduló vírusok száma. A fertőzés előrehaladtát külső tényezők is felgyorsíthatják. Ilyen lehet pl. a herpesz vírus, vagy a citomegalovírus, amelyek a HIV-et aktiválva a lappangó fertőzés állapotából fertőzőképes vírust termelővé tehetik a sejteket. A HIV fertőzést aktiválhatja nagyobb mennyiségű alkohol egyszeri fogyasztása, vagy a sejteket érő UV besugárzás is.
A HIV nemcsak az immunrendszer károsítása folytán, hanem másféle sejtekben elszaporodva is kifejti hatását.