Гистологически при аортите обнаруживается разрастание мелких сосудов в наружной оболочке. По ходу этих сосудов имеются воспалительные (лимфоидные) инфильтраты и разрастания грануляционной ткани. Указанные изменения мелких сосудов есть в средней оболочке аорты, где развиваются некротические очаги вследствие облитерации местами vasa vasorum. Все сказанное выше приводит к разрушению мышечных и эластических волокон в пораженных участках аорты и к образованию на этих участках рубцовой ткани. Внутренняя оболочка аорты (интима) компенсаторно гиперплазируется, новообразованная в ней соединительная ткань склерозируется и за счет Рубцовых втяжений и выступающих складок интима напоминает шагреневую кожу. Пораженная сифилитическим процессом восходящая часть аорты благоприятствует развитию на этих участках интимы атеросклеротических изменений, тогда как у лиц, не страдающих сифилитическим аортитом, атеросклеротические изменения располагаются преимущественно в брюшном отделе аорты.
Считается весьма патогномоничным для сифилитических аортитов нахождение при рентгенологическом обследовании участков кальцификации располагающихся продольно в стенках восходящей части аорты в виде линейных пятен длиной 1—2 см наподобие скобок или тонкой линии длиной 3—4 см. Такие находки были подтверждены многими авторами. Обызвествление в виде четкой скобки в области дуги аорты характерно для атеросклероза. Однако, как отмечает Huriez, и без этого симптома простой сифилитический аортит можно диагностировать, если он обнаруживается у молодого пациента при наличии положительных серологических реакций.