При гистопатологическом исследовании основные изменения выявляются в кровеносных и лимфатических сосудах кожи. Первоначально наблюдается воспаление сосудистых оболочек (вначале эндартериит, позднее мезо- и периартериит) и отложение вокруг сосудов клеточных скоплений, состоящих из лимфоцитов, плазматических клеток, фибробластов, эритроцитов, эндотелиальных клеток, редко гигантских и эпителиоидных клеток. Стенки кровеносных и лимфатических сосудов густо пронизываются клеточным инфильтратом, эндотелий набухает, происходит сужение просвета сосудов и некоторые из них полностью облитерируются. В эпидермисе появляются межклеточный отек, паракератоз, спонгиоз и вакуольная дегенерация, что приводит к образованию эрозии или язвы.
Бледные трепонемы в наибольшем количестве /встречаются в краевой зоне инфильтрата, особенно в клеточных «муфтах», окружающих лимфатические и кровеносные сосуды, в тканевых щелях, стенках и просвете сосудов.