Dochodzi do zaniku kory mózgowej. Na poziomie mikroskopowym stwierdza się występowanie blaszek amyloidowych zbudowanych z beta-amyloidu (zwanych też blaszkami starczymi czyli płytkami starczymi), które odkładają się do wnętrza ścianach naczyń krwionośnych.
Obserwuje się też nadmierną agregację białka tau w ciągu komórek nerwowych mózgu, w środku postaci splątków neurofibrylarnych (NFT).