Nei bambini, dopo la somministrazione di una dose singola, l'emivita di eliminazione varia notevolmente ed è compresa tra 2 e 12 ore (media di 8,6 ore circa). Oltre il 50% di una dose singola di farmaco viene metabolizzato (in parte nel fegato) in pemolina dione, pemolina glucuronide, acido mandelico ed altri metaboliti non identificati. La pemolina dione è un metabolita attivo (meno attivo della pemolina) e può contribuire alla stimolazione del sistema nervoso centrale.