При гидронефрозе патологоанатомическая картина в значительной степени зависит от анатомического поражения органа и стадии болезни. В начальной стадии почка мало отличается от здорового органа. Основные изменения в начале болезни происходят в лоханке и чашечках.
Под действием повышенного внутрилоханочного давления увеличивается вместимость чашечек и в значительной степени изменяется их конфигурация, они становятся круглыми, шейки их укорачиваются и расширяются. Стенка лоханки постепенно истончается в связи с прогрессирующей атрофией гладких мышечных волокон и заменой их соединительной тканью, атрофируются нервные окончания, нарушается проходимость как кровеносных, так и лимфатических сосудов лоханки. В конечной стадии гидронефроза лоханка представляет собой тонкостенный мешок, состоящий в основном из грубоволокнистой соединительной ткани.