Еще в самом начале было установлено, что ВИЧ-1 инфицирует клетки, содержащие на своей поверхности СБ4-рецептор, особенно Т-лимфоциты-хелперы и моноциты крови. Моноциты при перемещении в ткани превращаются в макрофаги, которые содержат CD4- рецепторы. Позже были обнаружены корецепторы, необходимые для проникновения ВИЧ-1 в клетку. Наиболее важные из них CCR5 и CXCR4. Штаммы, использующие CCR5, преобладают на ранней стадии и инфицируют моноциты, которые, как известно, переносят ВИЧ-1 в мозг через неповрежденный в прошлом гематоэнцефалический барьер (выступая посредником последующих инфекционных процессов в мозге). Корецептором С04+-Т-лимфоцитов является CXCR4. Штаммы, использующие CXCR4, ассоциируются с прогрессированием заболевания и преобладают на поздних стадиях ВИЧ-инфекции.

Когда происходит репликация ВИЧ-1 в С04-клетках, отпочковывающееся потомство вирионов вызывает гибель клеток путем лизиса. Макрофаги же не разрушаются, а вместо этого становятся естественным резервуаром для большого количества вирионов. Присутствие этих вирионов влияет на функционирование макрофагов, поддерживая хроническое активированное состояние. Это активированное состояние ассоциируется с секрецией нескольких цитокинов (растворимых белков, высвобождаемых иммунными клетками, контактирующими с другими клетками). Один из этих цитокинов, альфа-фактор некроза опухоли (TNF-a — tumor necrosis factor alpha), ассоциируется как с демиелинизацией, так и с повышающей регуляцией репликации ВИЧ-1. Другой такой цитокин, интерлейкин-1 (IL-1 — interleukin-1), также ассоциируется с повышающей регуляцией репликации ВИЧ-1.

Репликация и выживание ВИЧ-1 зависит от СЭ4-клеток. Как только ВИЧ-инфекция возникла, начинают вырабатываться антитела к гликопротеиновой оболочке вирусов. Эти антитела выявляются с помощью теста на антитела к ВИЧ, который является комбинацией энзим-связывающего иммуносорбентного анализа (ELISA — enzyme-linked immunosorbent assay), и подтверждающего, более специфического теста — вестерн- или иммунного блотинга. Обычно тест на антитела к ВИЧ дает положительный результат в среднем через шесть недель после заражения, хотя для того, чтобы произошли такие изменения, может потребоваться и шесть месяцев. Хотя описаны и более длительные периоды, необходимые для этого процесса (отсроченная сероконверсия), в настоящее время считается, что это бывает очень редко.

Если сероконверсия произошла и начинает развиваться ВИЧ-инфекция (в отличие от заражения, после которого не происходит сероконверсии), количество лимфоцитов С04 на этот начальный момент остается на высоком уровне. Однако это не указывает на скрытую или латентную стадию, как считалось изначально. Скорее, на этой стадии вирусная динамика очень активная, при этом за день продуцируется от 108 до 109 вирионов. Влияние такого высокого уровня репликации вирусов уравновешивается способностью костного мозга продуцировать большее количество Т-лимфоцитов СЭ4+ при дневном показателе 2(10)9/день (5% от общего количества во всем организме). Хотя количество лимфоцитов СБ4 в периферической крови в течение этого периода существенно не меняется, архитектура лимфатических узлов изменяется вследствие такой же высокой активности ВИЧ-инфекции в лимфатических узлах. По мере того как инфекционный процесс прогрессирует, способность вируса к самовоспроизведению значительно превышает способность костного мозга замещать погибшие лимфоциты. Соответственно количество лимфоцитов СБ-4 в периферической крови уменьшается, как следствие, прогрессирует иммунное расстройство.