B. canis проникает в организм собаки через неповрежденные слизистые оболочки пищеварительного тракта (с кормом и водой, при поедании абортированных плодов, плацент, обсемененных продуктов), половых путей, конъюнктивы. Попав в организм животного, патогенные микроорганизмы с током крови разносятся во все паренхиматозные органы (печень, селезенку), костный мозг и лимфоузлы, где они размножаются. Особенно часто поражаются органы половой системы (семенники и их придатки, уретра, ткани матки и влагалища).
Наиболее опасен бруцеллез для беременных сук, поскольку вызывает заражение плодов и аборты. Огромное количество B. canis содержится в плаценте, околоплодной жидкости и тканях абортированных плодов. Распространение инфекции происходит быстро. Кроме того, бактерии легко проникают в молоко инфицированной суки, которое становится дополнительным источником заражения новорожденных и окружающей среды.
Бактериемия возникает в период от 1 до 4 недель после инфицирования и сохраняется не менее 6 месяцев.