Il DMA (III) è in grado di formare specie reattive dell'ossigeno (ROS) per reazione con ossigeno molecolare. I metaboliti risultanti sono il radicale dimetilarsenico e il radicale perossil dimetilarsenico. Sia DMA (III) che DMA (V) hanno dimostrato di rilasciare ferro dalla milza di cavallo e dalla ferritina epatica umana se l'acido ascorbico veniva somministrato contemporaneamente. Pertanto, la formazione di ROS può essere promossa. Inoltre, l'arsenico potrebbe causare stress ossidativo esaurendo gli antiossidanti delle cellule, in particolare quelli contenenti gruppi tiolici. L'accumulo di ROS come i citati sopra e i radicali idrossilici, i radicali superossido e i perossidi di idrogeno causano un'espressione genetica aberrante a basse concentrazioni e lesioni di lipidi, proteine e DNA a concentrazioni più elevate che alla fine portano alla morte cellulare. In un modello animale di topo, dopo il trattamento con DMA (V) sono stati misurati i livelli di urina di 8-idrossi-2-desossiguanosina (come biomarcatore del danno al DNA ROS). In paragone ai livelli di controllo, si sono rivelati significativamente aumentati.