При попадании в толстую кишку зрелого (инвазионного) яйца из него выходит личинка, которая внедряется в ворсинку. Через 3 сут она выпадает в просвет кишечника. Проникая тонким головным концом в толщу слизистой оболочки, личинка фиксируется в ней. Весь цикл развития до полного созревания длится 1—1,5 мес. Основное место обитания гельминтов — слепая кишка, иногда — червеобразный отросток, реже — другие отрезки толстой кишки и нижние отделы тонкой. При этом волосовидная часть тела власоглава погружена в слизистый, подслизистый и даже мышечный слои, задняя утолщенная часть свисает в просвет кишечника. Такое расположение власоглава связано с особенностями его питания — он поглощает кровь из кровеносных сосудов, проходящих в кишечной стенке, поэтому интенсивная инвазия может сопровождаться довольно выраженной анемизацией и гипоксией.
В месте внедрения и фиксации власоглава в слизистую оболочку толстой кишки развиваются отек и инфильтрация, иногда кровоизлияния. При интенсивной инвазии, особенно у детей и ослабленных лиц, происходит повреждение слизистой оболочки на значительном участке ее, иногда с образованием эрозий и язв. Вследствие травматизации стенки кишки облегчается проникновение бактериальной микрофлоры в пораженные участки, что может явиться одной из причин формирования в толстой кишке, а иногда и в червеобразном отростке воспалительной реакции различной интенсивности, иногда развивается выраженный тифлит. Вокруг паразитов могут возникать опухолевидные гранулематозные образования.
Пребывание паразитов глубоко в слизистой оболочке обусловливает постоянное раздражение интерорецепторов, вызывая рефлекторное расстройство функций желудка, двенадцатиперстной кишки, а также ЦНС.
Важное значение в патогенезе трихоцефалеза имеет сенсибилизация организма метаболитами паразита, выделяющимися в просвет кишечника в процессе их жизнедеятельности.