Patológicamente, los neurofibromas plexiformes representan una afectación difusa de segmentos nerviosos largos mostrando una serie de ramas y expansiones tortuosas que muchos han comparado a un "saco de lombrices"

Debido a su tamaño, estas lesiones se extienden más allá del epineuro a los tejidos adyacentes. Los neurofibromas plexiformes pueden ir asociados a agrandamientos masivos y desfigurantes de las extremidades ocasionando la elefantiasis neuromatosa

Esta condición puede, a su vez, ir acompañada de hipertrofía ósea debida a una hiperemia crónica