La prima porzione del tubulo distale, detto segmento di diluizione, ha funzioni simili a quelle del segmento ascendente spesso dell'ansa di Henle, cioè riassorbe ioni (5% del carico filtrato di cloruro di sodio tramite il simporto Na+/Cl-) ma è impermeabile ad acqua e urea. A questo livello agisce anche la Na+/K+ ATPasi, che riassorbe potassio e trasporta sodio fuori dalla cellula nel liquido interstiziale attraverso le membrane basolaterali. Il trasporto di sodio e cloro può qui essere bloccato dai diuretici tiazidici.