动脉硬化的病变通常发生在主动脉的后壁及其分支开口处。
其中，腹主动脉的病变最为严重，其次是降主动脉和主动脉弓，升主动脉相对较少见。
病情发展到一定程度时，斑块可能破裂，并形成粥瘤性溃疡，表面容易附着血栓。
有些病例由于中膜平滑肌细胞萎缩和弹力板断裂，导致局部管壁变薄弱，在血压波动下可能向外膨出，形成主动脉瘤。
这种动脉瘤多见于腹主动脉，偶尔会破裂引发致命性大出血，还可能发生夹层动脉瘤。
部分患者可能出现主动脉根部内膜病变，影响到主动脉瓣，导致瓣膜增厚、硬化甚至钙化，进而发展为主动脉瓣膜病。