増殖期には、内皮細胞や周皮細胞（内皮細胞の周囲に存在する細胞で、実態は不明）の著明な増大が認められます。血管腔はスリット状にみられる程度ですが、退縮期にさしかかると血管腔が目立つようになります。やがて内皮細胞や周皮細胞は、アポトーシスに陥って肥厚した基底膜のみがみられるようになり、最終的には病変部の大半が脂肪に置換されます。

また、乳児血管腫では、いずれの時期においてもglucose transporter-1（GLUT-1）の免疫染色で内皮細胞が陽性を示します。

乳児血管腫のHE染色及び（GLUT-1）免疫染色像