พาราเซตามอลจะถูกดูดซึมทันทีผ่านกระเพาะอาหารและลำไส้เล็ก โดยระดับยาในเลือดจะสูงสุดภายใน 4 ชั่วโมงหลังรับประทานยาเกินขนาด (หากกินร่วมกับยาที่เพิ่มระดับ gastric emptying หรือพาราเซตามอลแบบออกฤทธิ์เนิ่น ก็จะทำให้ระดับยาในเลือดสูงเกินกว่า 4 ชั่วโมงหลังรับประทานยาเกินขนาด) โดยระดับยาในการรักษาคือ 5-20 ไมโครกรัมต่อมิลลิลิตร

โดยปกติแล้วค่าครึ่งชีวิตในการกำจัดยาพาราเซตามอลโดยเฉลี่ยคือ 2 ชั่วโมง แต่ในผู้ป่วยที่มีปัญหาทางตับ ค่าครึ่งชีวิตอาจยาวถึง 17 ชั่วโมง

พาราเซตามอลถูกเมตาบอไลท์ โดยปฏิกิริยาคอนจูเกชั่นในตับได้สารไม่เป็นพิษ ละลายน้ำได้ขับทางปัสสาวะ แต่หากได้รับยาเกินขนาดปฏิกิริยาคอนจูเกชั่นจะอิ่มตัว ยาจะถูกเมตาบอไลท์ผ่าน enzyme CYP2E1, 1A2, 2A6 และ 3A4 ได้สารที่เป็นพิษต่อตับ คือ N-acetyl-p-benzoquinoneimine (NAPQI)

NAPQI มีค่าครึ่งชีวิตสั้นมากๆ และถูกคอนจูเกตกับกลูต้าไธโอนในร่างกายอย่างรวดเร็ว และถูกขับออกทางปัสสาวะ แต่หากมีมากเกินไป NAPQI จะจับด้วยพันธะโคเวเลนต์กับหมู่ cysteinyl sulfhydryl ของโปรตีนที่ตับ ทำให้ไมโตคอนเดรียทำงานผิดปกติ เกิดการทำลายเซลล์ตับ

ยาถอนพิษของพาราเซตามอล คือ NAC (N-ACETYL CYSTEINE) ซึ่งเป็นสารตั้งต้นในการสร้างกลูต้าไธโอน อีกทั้งยังเพิ่มปฏิกิริยา Sulfation ได้สารที่ไม่เป็นพิษและขับออกทางปัสสาวะ และเป็นสารต้านอนุมูลอิสระ อีกทั้งยังเพิ่มความเข้มข้นของไนตริกออกไซด์ เพิ่มการไหลเวียนของเลือด เพิ่มการส่งออกซิเจนไปยังเนื้อเยื่อต่างๆ ซึ่งทำให้อัตราการตายลดลง การให้ NAC ดีที่สุดควรให้ภายใน 8 ชั่วโมงหลังรับประทานยาเกินขนาด แต่หากเกิน 8 ชั่วโมงแล้ว ก็ควรให้โดยเร็วที่สุดเท่าที่ทำได้

    นอกจากนี้การดื่มสุรา, บุหรี่, ยา Isoniazid, Rifampin, Phenytoin, Phenobarbital, Barbiturates, Carbamazepine, TMP-SMZ, Zidovudine ทำให้การทำงานของเอนไซม์ CYP เพิ่มขึ้น ซึ่งก่อให้เกิดพิษ NAPQI มากขึ้นด้วย