Het virus dat hondsdolheid veroorzaakt, leidt tot een infectie of ontsteking in de hersenen die bekend staat als encefalitis. Het centrale zenuwstelsel wordt ernstig aangetast, en ook het limbisch systeem, dat emoties en gedrag controleert, wordt ernstig getroffen.

Er is een ontstekingsreactie waarbij het centrale zenuwstelsel betrokken is tijdens het encefalitische stadium. Het is bekend dat het virus affiniteit heeft met het zenuwweefsel en de neurotransmitterreceptoren in de hersenen, wat een reden zou kunnen zijn voor de ontsteking en de daaruit voortvloeiende klinische symptomen van de ziekte.

Hydrofobie of wateraversie is een teken dat het menselijke zenuwstelsel is aangetast. De geïnfecteerde persoon ervaart vaak moeilijkheden bij het slikken als gevolg van intense spierkrampen in de keel en de luchtwegen. Deze spasmen treden op als reactie op prikkels zoals pogingen om water te drinken. Daarom lijkt het op een hydrofobie (angst voor water), terwijl het in werkelijkheid een reflexreactie is op het doorslikken van iets.