Установлены резервуары инфекции в природе почти всех лептоспирозов. Это прежде всего различные виды мышевидных грызунов.
Основным резервуаром L. icterohaemorrhagiae являются серые крысы, которые повсеместно распространяют этого возбудителя. Резервуар L. grippotyphosa — полевка-экономка, а также полевка обыкновенная, полевка рыжая, водяная полевка, лесная мышь, восточная полевка, полевка темная. L. ротона обнаружена у полевой мыши; источником инфекции для человека могут быть также серые крысы и домовые мыши. Резервуар L. hebdomadis — полевка-экономка и восточная полевка, а L. canicola — серая крыса.
В полосе умеренного климата в холодное время года инфекция в природных очагах не имеет склонности к распространению вследствие прекращения размножения диких грызунов и резкого ограничения их взаимного общения. Начинающееся спаривание и паводки ранней весны ведут к нарастанию пораженности животных, которая достигает максимума в июне — сентябре. Этому особенно способствуют дожди, во время которых повышается возможность заражения зеленого корма и воды в местах водопоя. Прекращение размножения поздней осенью и сокращение численности грызунов ведут к снижению эпизоотии, но часть пораженных зверьков переживает зиму и с наступлением первых весенних дней снова становятся распространителями инфекции.
При изучении природных очагов лептоспироза были выявлены также определенные закономерности, связанные с ландшафтными условиями. Так, было установлено, что природные очаги лептоспироза типа grippotyphosa связаны с заболоченными поймами рек, покрытыми травянистой растительностью (осока, тростник), где основным обитателем является полевка-экономка — основной хранитель этого возбудителя. Таковы природные очаги в лесостепной и степной зонах северного Казахстана и в равнинной части Алтайского края.
Природные очаги лептоспироза типа pomona встречаются на заболоченных территориях с обилием влажного корма, семян, ягод, представляющих основную пищу полевой мыши — резервуара этого типа возбудителя. Следует, однако, учесть, что в других ландшафтных зонах могут быть выявлены другие носители лептоспир (например, обыкновенные полевки для L. hebdomadis в Ростовской области).
Заболеваемость некоторыми лелтоспирозами отражает в общем пораженности диких животных данной местности соответствующим типом возбудителя. Однако прямая количественная зависимость этих двух явлений обнаруживается нечасто. Так, в крупных городах зараженность крыс лептоспирами может быть очень велика и в некоторых случаях достигает 50%, но заболевания среди людей при этом могут регистрироваться в единичных случаях.
Значительно больше вероятность заражения людей в антропургических очагах от домашних животных, которые для ряда лептоспирозов представляют дополнительный резервуар инфекции и нередко являются основным источником заражения человека. Таким при лептоспирозе типа grippotyphosa оказывается крупный рогатый скот, среди которого могут иметь место эпизоотии. У животных заболевание протекает тяжело, с желтухой и кровавой мочой. Нередко переболевшие животные становятся длительными выделителями возбудителя. Летальность скота при этом может достигать 5—10%.
Лептоспироз типа pomona встречается у крупного рогатого скота и свиней, причем у свиней инфекция протекает обычно в бессимптомной форме. Лептоспироз типа canicola распространен также среди собак и свиней. Лелтоспирозом типа icterohaemorrhagiae болеют также собаки, переносящие заболевание в тяжелой форме.
Имеются сообщения о распространенности лелтоспир среди птиц (домашние гуси и куры, а также среди диких птиц), главным образом среди видов, по образу-жизни связанных с водоемами (серая цапля, малая белая цапля, черная крячка, водяная курочка). По-видимому, эти виды птиц не являются резервуаром инфекции, но если учесть их сезонные перелеты, можно предположить, что, вовлеченные в эпизоотию, «они являются транспортерами лелтоспир между далеко отстоящими странами» (В. И. Терских и И. Л. Коковин).
Имеющиеся данные говорят о том, что при ряде изученных лептоспирозов (в частности, при болезни Васильева—Вейля) человек выделяет лептоспир с мочой в течение довольно длительного срока (с 8-го по 40-й день болезни). Однако вероятность для больного быть источником инфекции, по-видимому, очень незначительна (хотя и не может быть исключена полностью).