本品口服吸收不完全且難以預測，故注射給藥，靜注后迅速分布到全身各組織：腦脊液和腫瘤組織中。如上所述，5-FU在體內才轉化成活性核苷酸代謝產物而起作用。代謝降解可在許多組織中進行，尤其是在肝臟。5-FU在肝、腸粘膜和其他組織內的二氫嘧啶還原酶的作用下，嘧啶環被還原為5-氟-5，6-二氫尿嘧啶而失活。如若因遺傳而缺乏此酶，則對該藥的敏感性大大增加，極少數人可因缺乏此酶而對常用劑量的5-FU表現出很強的藥物毒性。5-FU最終的代謝產物為α-氟-β-丙氨酸。快速靜注5-FU血漿濃度可達0.1～0.3。
