Gli studi indicano che la lurbinectedina sembra agire in modo simile alla trabectedina, per quanto riguarda l'attività antiproliferativa, il danno al DNA e le perturbazioni del ciclo cellulare. Come per la trabectedina, le cellule con sistema Nucleotide Excision Repair (NER) poco efficiente risultano più resistenti al farmaco, mentre cellule deficienti nel sistema di riparazione tramite ricombinazione omologa (HR) e non-omologa (NHR) risultano più sensibili all'azione del chemioterapico.