苯巴比妥有抗癫痫与抗惊厥作用，可增强γ-氨基丁酸介导的抑制性突触传递来抑制癫痫病灶异常放电扩散及控制小儿高热惊厥等；小剂量有镇静作用可缓解焦虑烦躁等助眠；作麻醉前给药能镇静、减麻醉药用量、缓患者紧张情绪但肝肾功能不全者需谨慎；可诱导肝微粒体葡萄糖醛酸转移酶活性降新生儿血清胆红素水平治其高胆红素血症且新生儿用需严格掌握剂量时间等密切监测。
苯巴比妥是一种古老的抗癫痫药物，对多种癫痫发作类型有治疗作用，例如对全面性强直-阵挛发作（大发作）、单纯部分性发作及复杂部分性发作等有一定疗效。其抗惊厥作用机制可能与增强γ-氨基丁酸（GABA）介导的抑制性突触传递有关，GABA是中枢神经系统主要的抑制性神经递质，苯巴比妥能增加GABA介导的氯离子内流，使神经细胞超极化，降低其兴奋性，从而抑制癫痫病灶的异常放电扩散。在小儿高热惊厥等情况中，也可发挥抗惊厥作用来控制惊厥发作。
镇静作用
小剂量的苯巴比妥就具有镇静效果，可用于缓解焦虑、烦躁等情绪状态。对于一些因疾病导致精神紧张、难以入眠的患者，能起到一定的镇静安神作用，帮助患者放松身心，进入相对平静的状态，利于休息和病情恢复。但需注意不同个体对苯巴比妥镇静作用的反应存在差异，年龄较小的儿童对镇静作用的敏感性可能与成人不同，儿童使用时要密切观察其精神状态等变化。
麻醉前给药
在进行手术等操作前，苯巴比妥可作为麻醉前给药使用，能起到镇静、减少麻醉药用量以及缓解患者对手术的紧张情绪等作用。其原理是通过预先的镇静作用，使患者在麻醉诱导等过程中能更平稳地过渡，降低手术过程中因紧张等因素可能导致的不良反应发生风险。不过对于特殊人群，如肝肾功能不全的患者，使用苯巴比妥作为麻醉前给药时需要谨慎评估，因为药物的代谢和排泄可能会受到影响，进而影响麻醉效果和患者的术后恢复。
治疗新生儿高胆红素血症
苯巴比妥可诱导肝微粒体葡萄糖醛酸转移酶的活性，增加胆红素与葡萄糖醛酸的结合能力，从而降低血清胆红素水平，用于治疗新生儿高胆红素血症。新生儿由于肝脏功能发育尚未完善，葡萄糖醛酸转移酶活性较低，容易出现胆红素代谢障碍导致高胆红素血症。苯巴比妥通过促进胆红素的代谢与排泄来缓解病情，但新生儿使用时要严格掌握剂量和用药时间，因为新生儿的生理特点决定了其对药物的耐受和反应与成人不同，需密切监测胆红素水平以及药物的不良反应，如可能出现的嗜睡等情况，同时要考虑新生儿的肝肾功能发育情况对药物代谢的影响。
