Admite-se que a dissecção da aorta pode ser iniciada à partir de dois mecanismos principais. O mecanismo mais comum consiste na laceração espontânea da camada íntima e parte da camada média; abre-se um pertuito na parede do vaso, através do qual o sangue penetra e desgarra as suas camadas. Menos frequentemente pode ocorrer a rotura dos "vasavasorum" da parede da aorta, que origina um pequeno hematoma que se rompe na luz aórtica e permite a penetração brusca do sangue impulsionado pelo ventrículo esquerdo. Uma vez iniciado o processo, a coluna de sangue sob pressão sistêmica tende a penetrar na parede aórtica, fazendo progredir a dissecção. Em cerca de 4% das dissecções aórticas, contudo, ocorre o hematoma medial mas, não há laceração da íntima detectável. Postula-se que, nestes casos, a rotura dos "vasavasorum" produziu o hematoma sem lacerar a camada íntima da aorta.

A dissecção pode comprometer toda a circunferência da aorta; mais frequentemente, entretanto, está restrita às faces medial e supero-externa do vaso. A dissecção pode estar limitada à um segmento anatômico, como a aorta ascendente ou descendente, por exemplo, ou pode comprometer toda a extensão do vaso, até a sua bifurcação no abdome. Independente do local de início, a dissecção costuma propagar-se no sentido da corrente sanguínea; entretanto, a dissecção retrógrada também pode ocorrer.

A dissecção aórtica frequentemente reingressa no lumen verdadeiro do vaso. Entretanto, a dissecção pode romper através da adventícia na cavidade pericárdica (hemopericárdio), na cavidade torácica (hemotórax) ou mesmo na cavidade abdominal (hemoperitônio).