Durante las condiciones más duras, las grandes bacterias en forma de bastón que causan el carbunco se convierten en esporas que pueden ser liberadas al aire e inhaladas. Las esporas inhaladas se introducen en la tráquea, que se divide, o se ramifica, en los bronquios. Debido a su pequeño tamaño, las esporas llegan a bronquiolos cada vez más pequeños y alcanzan finalmente los pequeños sacos alveolares de los pulmones.

En los espacios alveolares, las células inmunitarias, llamadas macrófagos, envuelven las esporas y las atacan con enzimas. Aunque algunas esporas se destruyen, muchas otras sobreviven al ataque inmunitario. Las esporas supervivientes viajan a través del sistema linfático y se acumulan en el interior de los ganglios linfáticos del tórax.

Al cabo de un tiempo, las esporas germinan y se convierten en bacterias del carbunco, que se multiplican en el interior de los ganglios linfáticos. A medida que estas bacterias se multiplican, producen toxinas dañinas que causan inflamación y hemorragia en los ganglios linfáticos. Las toxinas también viajan a través del torrente sanguíneo produciendo rápidamente los impresionantes síntomas del carbunco.

A los pocos días de la exposición inicial aparecen síntomas similares al resfriado, como fiebre, tos, dolorimiento y malestar general. Aunque algunas personas experimentan una breve recuperación, a esta le sigue un rápido inicio de síntomas más graves. Durante este periodo aparecen llagas en el tejido pulmonar por donde penetraron las bacterias en el organismo y se acumula líquido dentro de la cavidad torácica. Esto produce sangrado e hinchazón y restringe la respiración.

Las toxinas también llegan al cerebro y a la médula espinal, causando hemorragia en la fina capa de tejido que recubre estas estructuras. Las consecuencias son problemas respiratorios graves, hemorragia, choque (shock) y, a menudo, la muerte. Sin embargo, estos graves resultados pueden evitarse recibiendo la vacuna contra el carbunco antes de la exposición o tomando antibióticos como penicilina o cipro poco después.