带有脑膜炎双球菌的带菌者和病人是唯一的传染源，细菌存在于病人的鼻咽部，借呼吸、说话、喷嚏时的飞沫直接由空气传播，6个月～2岁婴儿的发病率最高，为易感人群。
细菌从鼻咽部侵入人体，若机体抵抗力差或细菌毒力较强时，则病菌可从鼻咽部粘膜进入血液，在血液中生长繁殖、迅速发展成败血症，继而累及脑膜及脊髓膜，形成化脓性脑脊髓膜炎。
在败血症期，细菌常侵犯皮肤血管引起坏死、出血，从而在皮肤上出现瘀血或瘀斑。
暴发型流脑患者是由于细菌内毒素引起循环障碍，从而导致内毒素性休克和播散性血管内凝血。