病菌以菌丝体或菌丝块在病残体内越冬，也可以分生孢子附着在种子表面或菌丝潜伏于种皮越冬。翌年条件适宜时，从病残体上越冬的菌丝体产生分生孢子，以气流传播引起初侵染，另外，播种带菌的种子也可引起初侵染。该病有多次再侵染，病菌萌发后，从寄主叶背面的气孔侵入，菌丝在细胞间蔓延，并产生吸器伸入细胞内吸取水分和养分，形成病斑。环境条件适宜时，病斑上又产生大量分生孢子，进行不断再侵染。病菌也可从萼片、花梗的气孔侵入，并能进入子房，潜伏在种皮上。番茄叶霉病菌的致病性分化最为繁杂，也最复杂，存在许多生理小种。这给抗病育种和抗病品种的使用带来很大困难。
