研究者们曾建立了一系列的黑猩猩感染模型，并将其应用于研究当中。HCV感染黑猩猩后，病毒的早期复制十分明显，在感染后的1～2d内，肝细胞内呈病毒RNA阳性，并且感染后的数天内，可在肝细胞内检测到病毒的特异性抗原。此外，推测肝外可能存在HCV复制的位点，并在体内作为除了肝之外的额外病毒储存库，这一观点尚在争论当中。感染后1周内可用RT-PCR检测到病毒血症，并且，该病毒血症可以持续到转氨酶活性升至最高值(感染后8～16周)。黑猩猩急性感染HCV后，发展为自限性感染的病毒血症水平至少比发展为慢性感染的高十倍。在慢性感染的动物中，急性感染后，病毒载量会急剧降低并保持较低的水平。感染4～6年后，病毒载量和转氨酶活性再次升高，表明病毒复制再次被激活。在急性感染期，血清中病毒抗体的生成与转氨酶活性升高同时发生或者稍后发生，但是抗体的产生并不意味着向慢性感染状态的转变。与人感染HCV的状况类似，绝大多数黑猩猩感染HCV后均不能自愈。多数研究表明，50％～70％的黑猩猩在感染HCV后，病毒血症会持续至少6个月。

曾经有报道指出：黑猩猩可能由于HCV感染而导致肝癌。呈现病毒血症的黑猩猩的肝脏中存在HCV特异的CD8+细胞毒性T淋巴细胞(CTL)，CTL可裂解表达HCV抗原的细胞。在急性感染期可在动物的肝脏中检测到抗病毒的CTL，但是该CTL水平还不足以阻止慢性感染的发生。在黑猩猩模型中，逃脱了CTL杀伤的HCV突变毒株对黑猩猩的侵染力显著升高。在慢性感染期，HCV的E2蛋白编码区中的高变异区(HVR1)会持续地发生突变，从而导致毒株的变异。

黑猩猩在HCV病毒的发现、研究HCV的自发感染与病毒传递中发挥了极为重要的作用，并被用来评价疫苗。然而，由于黑猩猩价格昂贵和其所处的濒危状态，限制了其在模型中的使用。此外，实验室感染的黑猩猩肝疾病症状温和，肝硬化和肝癌的发病过程过于漫长。基于上述原因，限制了黑猩猩在临床前治疗方法和药物评价方面的应用。