两种锥虫侵入人体以后的基本过程包括：锥虫在局部增殖所引起的局部初发性反应期和在体内散播的血淋巴期，以及侵入中枢神经系统的脑膜炎期。
1.初发反应期
患者被舌蝇叮咬后约1周，局部皮肤肿胀，中心出现一红点，此即锥虫下疳。“下疳”部位皮下组织可见淋巴细胞、组织细胞及少量嗜酸性粒细胞、巨噬细胞浸润。有时可见锥虫。局部皮肤病变为自限性，约持续3周后即可消退。
2.血淋巴期
锥虫进入血液和组织间淋巴液后，可长期存在于血液和淋巴系统，引起广泛淋巴结肿大，其中的淋巴细胞、浆细胞和巨噬细胞增生，感染后5～12天，出现锥虫血症。由于虫体表面抗原间隔一段时间便发生变异，致使原来产生的特异性抗体失去效应，从而导致血内锥虫数出现交替上升与下降现象。其间隔时间为2～10天。虫血症高峰可持续2～3天，伴有发热、头痛、关节痛、肢体痛等症状。发热持续数日，自行消退。隔几日后体温可再次升高。此期可出现全身淋巴结肿大，尤以颈后、颌下、腹股沟等处明显。颈后三角部淋巴结肿大(Winterbottom氏征)为冈比亚锥虫病的特征。其他体征有深部感觉过敏(Kerandel氏征)等。此外，心肌炎、心外膜炎及心包积液等也可发生。脑膜炎，脑皮质充血和水肿，神经元变性，胶质细胞增生。主要临床症状为个性改变、呈无欲状态。出现异常反射，如深部感觉过敏、共济失调、震颤、痉挛、嗜睡昏睡等。
两种锥虫所致病程不尽相同，冈比亚锥虫呈慢性过程，病程可持续数月至数年，其间可有多次发热，但症状较轻。有时并无急性症状，但可出现中枢神经系统异常;罗德西亚锥虫病呈急性过程，病程为3～9个月。患者多表现显著消瘦、高热和衰竭。有些病人在中枢神经系统未受侵犯以前，即已死亡。