Cơ chế hoạt động 
Romidepsin hoạt động như một tiền chất với liên kết disulfide trải qua quá trình khử trong tế bào để giải phóng thiol liên kết kẽm. Thiol liên kết với một nguyên tử kẽm trong túi liên kết của histone deacetylase và ức chế hoạt động của nó. Do đó, nó là một chất ức chế HDAC. Sự ức chế HDAC tăng bộc lộ các gen liên quan đến chết tế bào và kiểm soát chu kỳ tế bào, trong khi đó làm giảm bộc lộ các gen liên quan đến sự tân sinh mạch, tăng sự sản xuất ROS (Reactive Oxygen Species) và tăng sự giáng hoá các protein liên quan đến ung thư như Bcr-Abl, EGFR và HER-2.