Фенобарбітал знижує збудливість нейронів епілептогенного вогнища та перешкоджає виникненню та поширенню імпульсів. Він блокує високочастотні повторні розряди нейронів (внаслідок впливу струм іонів натрію). Барбітурати також підвищують поріг електростимуляції рухових зон кори мозку.

Зазвичай фенобарбітал розглядають як снодійне засіб. Справді, він має виражену снодійну дію і знаходить застосування при розладах сну. Однак нині найбільше значення цей препарат має антиконвульсант.

Фенобарбітал – це снодійний та протисудомний засіб. При попаданні в організм він затримується у ньому від 2 до 4 діб. Після його прийому спостерігається загальне пригнічення психіки, сонливість та порушення координації рухів. При його прийомі водіями усі реакції стають загальмованими та катастрофи неминучі.

Фенобарбітал відноситься до групи барбітуратів, психотропних речовин, здатних викликати залежність при тривалому вживанні.