Die Schlafkrankheit wird durch den Erreger Trypanosoma brucei hervorgerufen, von dem zwei Formen existieren: Trypanosoma brucei rhodesiense löst die ostafrikanische Schlafkrankheit aus, und Trypanosoma brucei gambiense führt zur westafrikanischen Schlafkrankheit. Überträger der Krankheit sind blutsaugende Tsetse-Fliegen, die die Trypanosomen mit einem Stich ins menschliche Blut abgeben.
Die Schlafkrankheit verläuft in zwei Stadien. An der Einstichstelle entsteht zunächst eine rötliche, schmerzhafte Schwellung, die von den Patienten häufig nicht wahrgenommen wird und nach einiger Zeit von selbst abheilt. Sie wird als Trypanosomen-Schanker bezeichnet und kennzeichnet das erste Stadium der Krankheit.
Im ersten Stadium (hämolymphatisches Stadium) treten Kopf- und Gliederschmerzen sowie Fieber auf. Dies geschieht bei der ostafrikanischen Form meist nach einigen Tagen, kann bei der westafrikanischen Form jedoch Wochen bis Monate dauern. Eines der Leitsymptome ist eine Lymphknotenschwellung, die häufig die hinteren Halslymphknoten betrifft (Winterbottom-Zeichen). Darüber hinaus können ein Hautausschlag, Juckreiz, Schwellungen im Gesicht und an den Beinen sowie eine Vergrößerung von Leber und Milz auftreten.
Im zweiten Stadium der Erkrankung (meningoenzephalitisches Stadium) haben die Trypanosomen die Blut-Hirnschranke überwunden und breiten sich im Zentralen Nervensystem aus. Die Erreger sind dann im Liquor (Rückenmarksflüssigkeit) der Patienten nachweisbar. Dies ist bei der ostafrikanischen Form schon nach wenigen Wochen, bei der westafrikanischen Form nach einigen Monaten der Fall. Es kommt zu schweren Schlafstörungen und zur Umkehr des Schlaf-Wachrhythmus mit Schlaflosigkeit in der Nacht und gesteigertem Schlafbedürfnis am Tag. Zudem treten Verhaltensänderungen und geistige Verwirrung sowie neurologische Ausfälle und Krampfanfälle auf. Die Patienten sind schwach, geistig träge und zeigen gehäuft auch psychiatrische Krankheitszeichen und Wesensveränderungen. Eine Störung der Nahrungsaufnahme führt zu einer drastischen Gewichtsabnahme. Unbehandelt führt die Schlafkrankheit in der Regel durch Mangelernährung oder zusätzlich auftretende Infektionen zum Tode.