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。