Fullstendig, men langsom absorpsjon peroralt. Fenobarbital metaboliseres i lever, men skilles også ut uomdannet i urin. Halveringstiden er 2-6 døgn. Fenobarbital er en klassisk og meget potent induktor av de legemiddelmetaboliserende cytokrom P-450 enzymene. Dette gjør at en rekke andre legemidler, blant annet flere andre antiepileptika, elimineres mye raskere ved samtidig bruk av fenobarbital.