Патологоанатомическая картина симптоматической и генуинной эпилепсии имеет существенные различия. В первом случае находят морфологические изменения, соответствующие заболеванию (травматическое, сосудистое, воспалительное и т. п.), вызвавшему эпилепсию. Однако существуют изменения, по-видимому, связанные с собственно судорожным синдромом; они наблюдаются как при генуинной, так и при симптоматической эпилепсии и больше выражены в эпилептическом очаге. Это гибель нервных клеток и выраженное разрастание глиозной ткани (глиоз), утолщение мягкой и твердой мозговых оболочек, фиброзные изменения сосудистой стенки. Нередко находят глиоз на поверхности мозга (краевой глиоз Шаслена). Наряду с диффузными изменениями отмечается и известная избирательность поражения; особенно характерен склероз ножки гиппокампа. Поражению этой локализации придают большое значение в развитии височной эпилепсии. В нервных клетках обнаруживают преимущественно дистрофические изменения. Иногда встречаются диспластические нарушения архитектоники мозговой коры, а именно эмбриональные клетки Кахала в I слое, гетеротопия нервных клеток (смещение из коры в белое вещество).

Если больной умер во время эпилептического статуса или на высоте припадка (в результате асфиксии), то наблюдаются отек, полнокровие или набухание мозга и иногда мелкие кровоизлияния. В гистопатологической картине обнаруживают ишемические изменения нервных клеток. В этих случаях также бывают значительные изменения в сердечной мышце (нарушения гемоциркуляции, некрозы волокон, мелкие рубцы).