使用慢性感染HBV的黑猩猩首次接种HDV病毒，可导致HDV成功感染黑猩猩。但是，感染病毒后，动物体内的HDV很快被清除。然而，对动物再次接种HDV时，所有的动物的血清中均检测到了低水平的病毒RNA，以及短暂、低水平的丙氨酸转氨酶(ALT)活性提高。随后，从感染HDV的黑猩猩体内分离血浆，并将含有HDV的血浆注射到其他 HBV慢性感染、但是未曾感染HDV而恢复的黑猩猩体内，动物血清中检测到了同样的病毒 RNA。此外，对曾经感染HDV且自愈的黑猩猩再次进行HDV攻击时，也可以导致动物再次感染，偶尔伴随有肝炎。

对慢性HBV感染的黑猩猩进行HDV感染，动物表现出了明显的急性、自限性肝炎。然而，通过敏感的核酸杂交技术表明，在自愈的动物中，超过50％依然存在HDV的复制，并且，病毒复制可以平均存在2.4年(1～6.4年)。然而，血清内病毒阳性的唯一标志物是HDV的RNA；在肝内和血清内，用免疫杂交和免疫荧光技术均无法检测到病毒的抗原。此外由于黑猩猩体内的HDV基因组含量很低，所以以前未能建立黑猩猩的HDV慢性感染模型，可能要归咎于病毒检测方法的敏感性较低。

用HDV对慢性HDV感染的黑猩猩进行重复感染时，HDV在病毒复制中起主导作用，表明疾病的恶化是由HDV重复感染引发的，同时，重复感染HDV的黑猩猩与单独的HBV携带者相比，容易发生更严重的组织病理变化。二次HDV感染主要产生细胞毒性，而淋巴毒性较小，症状与人感染类似。