Dopo l'assorbimento orale valaciclovir viene convertito in aciclovir. Quest'ultimo all'interno delle cellule infettate subisce una serie di fosforilazioni, mediate da alcune chinasi cellulari, fino a trasformarsi in aciclovir trifosfato. Aciclovir trifosfato è un analogo nucleosidico, che dopo essere stato incluso nel DNA virale inibisce competitivamente la DNA polimerasi. La catena del DNA perciò viene a interrompersi e contemporaneamente si blocca qualsiasi ulteriore replicazione virale. I risultati degli studi clinici con valaciclovir hanno dimostrato che il farmaco ha un effetto benefico significativo nella risoluzione del dolore associato all'infezione da herpes zoster. L'efficacia di valaciclovir è simile e sovrapponibile a quella di aciclovir nel trattamento dell'herpes simplex, ma i risultati vengono raggiunti impiegando dosi e una frequenza di somministrazione inferiore.