Как происходит заражение клетки-хозяина вирусом, в деталях еще не выяснено. Относительно бактериофагов мы уже имеем точные сведения, и можно думать, что внедрение других вирусов в клетку осуществляется так же или сходным образом. Вначале вирус прикрепляется к клетке и начинает проникать внутрь, воздействуя своим муцинолитическим ферментом. С этого момента атакованная клетка становится невосприимчивой к заражении; другими вирусными частицами, как бы защищенной от них (явление интерференции). После этого в инфицированной клетке некоторое время невозможно обнаружить вирусные частицы. Длительность такого латентного периода, называемого лаг-фазой, у разных вирусов различна.
Тем временем в ядре клетки-хозяина происходит воспроизведение вирусной нуклеиновой кислоты, причем матрицей служит вирусный материал, первоначально проникший в клетку. Одновременно в цитоплазме той же клетки синтезируется белковый компонент вируса. На следующем этапе вирусная нуклеиновая кислота покрывается белковой оболочкой. Теперь новообразованные частицы вируса готовы к «рождению»; после распада использованной клетки они выходят в окружающую среду (например, в плазму или сыворотку крови) и сразу же способны инфицировать другие клетки. Во многих случаях, однако, клетка-хозяин не погибает: она переживает инфекцию.
Таким образом, вирусы размножаются не путем простого деления. Инфицированная клетка полностью «забрасывает свои собственные дела», связанные с синтезом веществ и метаболизмом, и переключается на удовлетворение потребностей инфекционного агента. Что именно заставляет ее внезапно переходить к воспроизведению вирусного материала вместо собственных компонентов, в точности не известно. Полагают, однако, что вирусная нуклеиновая кислота создает новую информационную систему, связывающую вирус с клеткой-хозяином.