股骨头缺血性坏死的病理过程，主要是骨坏死和骨修复的交替进行，包括骨质坏死，继之死骨吸收和新骨形成以及股骨头再塑造和残留不同程度的畸形等一系列病理变化。一般可分为4个阶段。
1、在坏死期，关节囊肿量显着增加，滑膜充血、水肿、渗出物增多；由于缺血，首先发病的部位是前、侧，或者是全股骨坏死。在此期间，骨组织大致上仍是正常的，但多为空心，骨髓内多为不规则的石头，同时，骨小梁也呈块状或片状分布。因股骨头缺血坏死，导致骺板发生骨化，其中心软骨的骨化被暂时抑制，而深层软骨在滑液的影响下，可持续增长，导致骺板变薄，骺板变薄，骨骺变薄，关节间隙变大。6~12月，坏死期显着延长；
2、在缺血性骨质破坏过程中，在缺血性骨质破坏过程中，坏死区内的微血管、单核细胞等构成的微血管、单核细胞等对缺血性骨质破坏的发生发展起着重要作用。在这期间，成骨细胞的活性增加，并在坏死的骨小梁间及它们的表面上产生了一种类似于骨的结构。成骨细胞生成的新骨块将成骨区周围的成骨区向前推进，圆韧带、骨膜及干骺末端都有新的血管生成。
在干骺的末梢，有些血管延伸到骺板上，或与其周围的软组织连接。在早期，类骨样形成的小梁多呈交错排列，晚期则向片状转变。坏死区周围的软骨没有明显变化，但是基底软膜因远离关节面，不能充分吸收关节液而失去运动功能。在此期间，新生的骨骼硬度较低，但也不柔软，但随着时间的推移，正常骨骼的形状也会发生改变。这一进程将耗时1至4年。
3、在痊愈期间，因该疾病是一种自我限制，故在一段时期后，可使骨量的吸收终止，但仍有新的骨量持续生成，并取代了纤维肉芽组织。新生骨小梁为未发育的板层骨样，结构较薄，易与坏死的未被吸收的骨小梁相挤压。
压缩区主要为局部的股骨头。在此期间，新生骨的强度仍不高，容易被塑形，因此，股骨头的畸形可能会出现。
4、畸形残存期骨愈合后，大部分股骨头会出现残存的畸形，主要表现为：股骨头扁平或马鞍状，股骨颈增宽，髋内翻，股骨头骺板早闭，股骨缩短，股骨头半脱位，这种残存的畸形可能会永久存在，甚至会发展为骨性关节炎。
