La multiplicación inicial del virus de la Peste equina se produce en los ganglios linfáticos regionales, seguida de la diseminación por todo el cuerpo a través de la sangre (viremia primaria) y la posterior infección de los órganos y células diana, a saber, los pulmones, el bazo y otros tejidos linfoides, así como determinadas células endoteliales. En los caballos se puede registrar un título de hasta 105 TICD50 de virus/ml, pero la viremia suele durar sólo de cuatro a ocho días y no se ha detectado más allá de 21 días. En los burros y la cebras los niveles de viremia son más bajos (< 103 TICD50/ml) pero pueden prolongarse hasta cuatro semanas. Por este motivo, la cebra se considera un reservorio del virus de la Peste equina.
En la sangre, el virus se asocia a la fracción celular tanto de los glóbulos rojos como de la capa leucocitaria, mientras que está muy poco presente en el plasma. La viremia prolongada, que suele producirse en los rumiantes infectados por el virus de la Lengua azul, Orbivirus relacionado, no parece producirse con el virus de la Peste equina en los caballos, aunque en la cebra sí se ha registrado viremia en presencia de anticuerpos circulantes.