Medikamenter som behandling inkluderer selektive serotonin reopptakshemmere (SSRI) som paroksetin, sertralin, fluoksetin, escitalopram og fluvoksamin og trisykliske antidepressiva (spesielt klomipramin). SSRI hindrer at overflødig serotonin blir pumpet tilbake til den opprinnelige nervecellen som utskilte det. I stedet kan serotonin binde seg til reseptor på nærliggende nevroner og sende meldinger eller kjemiske signaler som kan bidra til å regulere overdreven angst og tvangstanker. I noen behandlingsresistente tilfeller, har kombinasjonen av klomipramin og SSRI vist seg å være effektiv selv når ingen av legemidlene har vært effektive hver for seg. Behandling av OCD er et område som trenger betydelig forbedring i forskrivningsregimer. Benzodiazepiner har noen ganger blitt benyttet, selv om de generelt er antatt å være ineffektive i behandling av OCD (men effektivitet ble funnet i en liten studie). Ved OCD-behandling brukes vanligvis Serotonerge antidepressiva lengre tid før ønsket effekt oppnås sammenliknet med de fleste andre lidelser der de benyttes. Det er vanlig at det tar 2-3 måneder før noen konkrete forbedringer kan merkes. I tillegg til dette krever behandling vanligvis høye doser. Fluoksetin for eksempel, er vanligvis foreskrevet i doser på 20 mg per dag for klinisk depresjon, mens ved OCD vil doseringen ofte variere fra 20 mg til 80 mg, eller høyere om nødvendig. I de fleste tilfeller gir antidepressiv behandling bare en delvis reduksjon i symptomer, selv i tilfeller som ikke anses som behandlingsresistente. Mye nåværende forskning er viet til det terapeutiske potensialet i agenter som påvirker utslipp av nevrotransmitteren glutamat, eller bindingen til dens reseptorer. Disse inkluderer riluzol, memantin, gabapentin, N-acetylcystein og lamotrigin. MDMA, som er et kraftig og ulovlig serotonergt rusmiddel, har også vært anekdotisk rapportert å gi en midlertidig lindrende effekt ved tvangslidelse.