תופעה שנייה שהמונח עשוי לתאר היא סאדיזם פתולוגי, והיא הנחשבת לשיקוף המדויק יותר של המונח ונוגעת לסאדיזם אמיתי הכרוך בדרך כלל בפסיכופתיה (נטייה קיצונית לחוסר אמפתיה מוחלט לזולת) ולפיכך, להבדיל מהתופעה הראשונה שתוארה לעיל, נוגעת להפקת תחושת הנאה מגרימת סבל ממשי (או לכל הפחות לתחושה כי נגרם סבל ממשי כזה) לקורבן שבשום מצב לא בחר לחוש אותו, יהיה קורבן זה אדם או בעל חיים. קיימת מחלוקת בשאלה האם לסווג סאדיזם פתולוגי כזה כהפרעת אישיות (Sadistic personality disorder, ובקצרה SPD) אך בכל מקרה מתייחסים אליו כמסכן, באופן עקבי, את הפרט ו\או את סביבתו ולפיכך כדורש אבחנה, פרוגנוזה, וטיפול פסיכיאטרי. כאשר סאדיזם פתולוגי קשור גם בהפקת ריגוש מיני מגרימת סבל ממשי, הוא נחשב לפאראפיליה מסוג לא-לגיטימי ונקרא "הפרעת סאדיזם מיני" (Sexual sadism disorder). הסאדיזם הפתולוגי מעבר להיותו כרוך בדרך כלל בפסיכופתיה, נקשר לא אחת גם בהפרעת אישיות אנטי סוציאלית.

יש להבחין בין התנהגות (פרקטיקה) מינית סדיסטית לבין קווי אישיות סאדיסטיים הקיימים בהפרעות אישיות שונות, שיכולות להופיע גם בגיל צעיר אז הן עשויות להתבטא, בין היתר, בהתעללות בבעלי חיים.