氨苄西林给药后吸收良好。正常人空腹口服0.5g、1g,2h后达血药浓度峰值,分别为5.2μg/ml、7.6μg/ml;肌内注射0.5g,0.5~1h达血药浓度峰值,约为12μg/ml;静脉注射0.5g后15min和4h的血药浓度分别为17μg/ml、0.6μg/ml。新生儿和早产儿肌内注射10mg/kg、25mg/kg后1h,血药浓度达峰值,分别为20μg/ml、60μg/ml。药物吸收后在体内分布广泛。胸腹腔积液、关节腔积液、眼房水、乳汁中药物浓度较高。本药在胆汁中的浓度高于血药浓度数倍;肺部感染患者的支气管分泌液中浓度为同期血药浓度的1/50;孕妇血清中药物浓度明显低于妊娠期。本药可透过胎盘屏障,羊水中可持续保持一定血药浓度。氨苄西林透过正常脑膜能力低,正常脑脊液中仅含少量药物,但在脑膜发炎时药物浓度明显增加。氨苄西林分布容积为0.28L/kg,蛋白结合率为20%~25%。健康成人半衰期为1.5h,新生儿和早产儿半衰期为1.0~1.2h。12%~50%的药物在肝脏内代谢。本药肾清除率比青霉素略缓,部分通过肾小球滤过、肾小管分泌。24h尿中排药在口服为20%~60%,肌内注射为50%,静脉注射为70%。肾功能不全者,半衰期可延长至7~20h。血液透析可有效清除药物,但腹膜透析对本药的清除无影响。