Histológicamente, un tercio la neoplasia consta de un componente epitelial identificado como hepatocarcinoma trabecular bien diferenciado, con abundantes células poligonales de amplio citoplasma eosinófilo y núcleos pleomórficos, y algunas células neoplásicas de citoplasma claro. Estas células carcinomatosas son inmunopositivas para antígeno hepatocitario común y citoqueratina 7, pero inmunonegativas para citoqueratina 20, antígeno carcinoembrionario y alfa-fetoproteína. El resto del tumor presenta un patrón pleomorfo-fusocelular, arremolinado, de tipo sarcomatoso, con abundantes células alargadas de núcleo fusiforme y cromatina fina, y escasas células pleomórficas. Las células sarcomatosas son inmunopositivas para vimentina, CD10, alfa-1-antitripsina, actina, CD68 y antígeno de membrana epitelial (EMA) (estos tres últimos focalmente), y negativas para el resto de los marcadores epiteliales, desmina, CD117, CD34, S-100, antígeno hepatocelular, glipican-3 y alfa-fetoproteína. Los dos componentes del tumor (epitelial y mesenquimal) aparecen yuxtapuestos, pero no entremezclados. La neoplasia presenta además invasión vascular y extensa necrosis. El parénquima no tumoral muestra hepatitis crónica con discreta fibrosis.