主动脉夹层除原发病的病理改变外，由于血流冲击作用，其主动脉内膜破口常位于升主动脉瓣上2~3cm 内或降主动脉峡部，形成夹层血肿后，局部明显增大，呈梭状或囊状。可向近心端和／或远心端扩展，但以后者多见。
升主动脉夹层向近心端扩展时，可引起主动脉瓣膜水肿、增厚、撕裂、移位和瓣环扩大，导致主动脉瓣关闭不全；亦可引起冠状动脉开口狭窄或闭塞，导致冠脉供血不足，甚至心肌梗死。升主动脉夹层向远心端扩展时，可波及主动脉弓部的头臂动脉、左颈总动脉和左锁骨下动脉，可引起脑部和／或上肢供血不足，甚至出现偏瘫或昏迷。降主动脉夹层向远端扩展时，可累及腹主动脉及其分支、甚至髂总动脉，可引起相关内脏（肝、胃、肠或肾等）及下肢缺血症状。其扩展范围大小取决于主动脉壁基础病变轻重、血压高低、破口大小及血流冲击量多少等因素。部分严重患者可发生主动脉外膜破裂，使大量血液流入心包腔、纵隔、胸腔或腹膜后间隙，如不及时发现和有效救治，常迅即死亡。
少数主动脉夹层患者内膜完整和并无裂孔，其夹层血肿可能由主动脉壁中层病变处的滋养血管破裂而内出血所致。亦有主动脉夹层在扩展时穿破远端内膜，使夹层血液回流入主动脉腔，导致“自行愈合”。
