Під час всмоктування та безпосереднього введення в кровотік надає загальну дію на організм, зменшує утворення ацетилхоліну та знижує збудливість периферичних холінореактивних систем, має блокувальний вплив на вегетативні ганглії, зменшує спазми гладкої мускулатури, знижує збудливість м'язів серця та збудливість моторних зон кори головного мозку. В організмі новокаїн гідролізується, утворюючи параамінобензойну кислоту та діетиламіноетанол, які є фармакологічних речовин. Параамінобензойна кислота є складником молекули фолієвої кислоти, має антигістамінну дію, бере участь у процесах детоксикації, має антисульфалідну дію. Діетиламіноетанол має помірну судинорозширювальну дію. Резорбтивний новокаїн, впливаючи на інтерорецептори, викликає перебудову вегетативної іннервації й у такий спосіб надає тривалий терапевтичний ефект у разі гіпертонії, низки легеневих та інших захворювань. Аестезувальна властивість новокаїну проявляється швидко та діє короткочасно. Показання для місцевої анестезії, лікувальних блокадів у разі різних захворювань, розчинення пеніциліну та інших ліків.