Развитие интоксикации фосфорорганическим отравляющим веществом по существу начинается с момента контакта этого вещества с тканями организма. Молекулы яда немедленно блокируют фермент холинэстеразу в местах проникновения ОВ: в органах дыхания (в случае ингаляции паров ОВ), в коже (при попадании на кожные покровы капель или аэрозоля ОВ), в желудочно-кишечном тракте (при заглатывании зараженной пищи или воды). Если действующее количество (доза) яда велико, то значительная часть его поступает в кровь. Естественно, что особенно быстро отравляющее вещество проникает в кровь после вдыхания зараженного воздуха, когда молекулы яда попадают непосредственно в альвеолы. Какая-то часть яда, проникшего в кровь, тут же вступает во взаимодействие с белками и блокирует активность холинэстеразы плазмы и эритроцитов. Другая часть отравляющего вещества разносится с кровью по всем органам и тканям, где проявляет свое антихолинэстеразное действие или непосредственное влияние на холинорецепторы.
По мере усиления угнетения активности холинэстеразы во всех холинэргических синапсах начинает накапливаться медиатор ацетилхолин. В результате резко повышается тонус парасимпатических нервов и возбуждаются все М- и Н-холинореактивные системы. Последнее проявляется многочисленными и разнообразными симптомами интоксикации.