CAD در نتیجه جمع‌شدن موادی به نام پلاک در در دیواره‌های درونی شریان‌های کورونری رخ می‌دهد.
حمله قلبی هنگامی رخ می‌دهد که لخته‌ای به حد کافی بزرگ در شریان تنگ‌شده بوسیله پلاک ایجاد می‌شود و همه یا بیشتر جریان خون در آن شریان را قطع میکند.
ایجاد لخته به علت پاره‌شدن پلاک رخ می‌دهد. در این حالت لخته‌ای بر روی سطح پلاک تشکیل می‌شود. این لخته می‌تواند باعث انسداد کامل جریان خون شود.
قطع جریان خون در این شریان مانع از رسیدن خون غنی از اکسیژن به بخش‌هایی از عضله قلب می‌شود که بوسیله آن تغذیه می‌شدند. فقدان اکسیژن به عضله قلب آسیب می‌رساند. اگر این انسداد به سرعت برطرف نشود، عضله آسیب‌دیده شروع به مردن میکند.
آسیب‌دیدن یخشی از عضله قلب باعث می‌شود که قلب نتواند تلمبه‌کردن خون را به خوبی انجام دهد. در این حالت ممکن است درد یا ناراحتی قفسه‌سینه،بازو،پشت یا فک؛ تنگ‌نفس یا سایر علائم بروز کند.
اگر انسداد شریان در طول چند ساعت برطر ف نشود، بخشی از عضله آسیب‌دیده قلب خواهد مرد و بافت جوشگاهی جای آن را خواهد گرفت، این آسیب قلب بر حسب وسعت آن ممکن است در درازمدت علائم آشکاری نداشته باشد یا اینکه به علت از دست رفتن توانایی قلب در تلمبه‌کردن خون علائم شدید و درازمدت نارسایی قلب ایجاد شود.
حمله قلبی همچنین ممکن است در نتیجه مشکلات عرق خونی بسیار کوچک و ذره‌بینی تغذیه‌کننده قلب باشد.این عارضه را بیماری عروق کوچک (microvascular disease) می‌نامند. اعتقاد بر این است که این عارضه در زنان شایع‌تر از مردان است.
یک علت کمتر شایع حمله قلبی اسپاسم یا سفت‌شدن شدید یک شریان کورونری است که جریان خون در شریان را مختل میکند.
این انقباض و سفت‌شدن ممکن است در شریان‌های کورونری که مبتلا به CAD نیستند، رخ دهد. همیشه روشن نیست که چه چیزی باعث این سفت‌شدن شریان‌های کورونری می‌شود، اما گاهی این عارضه با موارد زیر همراه است:
- مصرف برخی از داروها و مواد مانند کوکائین.
- استرس عاطفی یا درد.
- قرارگرفتن در معرض سرمای شدید.
- سیگار کشیدن.