Dopo somministrazione orale sitagliptin viene assorbito rapidamente dal tratto intestinale, con una concentrazione plasmatica di picco (Cmax) di 950 nM raggiunta tra 1 e 4 ore dopo la somministrazione (Tmax). La biodisponibilità assoluta della molecola è di circa l'87%. La somministrazione concomitante di cibo non influenza in modo significativo la farmacocinetica, pertanto sitagliptin può essere assunto indipendentemente dai pasti. Il legame di sitagliptin con le proteine plasmatiche è reversibile e piuttosto basso (38% circa). L'eliminazione dall'organismo avviene principalmente per via urinaria ed in forma immodificata. Circa il 79% di una dose di farmaco viene infatti escreta immodificata nelle urine, in primo luogo attraverso l'escrezione renale ma con l'esistenza anche di una secrezione tubulare attiva, con il metabolismo che riveste una importanza decisamente minore. Tuttavia sono state rinvenute tracce di sei metaboliti della molecola che non sembrano contribuire all'attività inibitoria dell'enzima dipeptidil peptidasi 4 (DPP-4). Studi in vitro hanno mostrato che il metabolismo del farmaco avviene ad opera di CYP3A4, e probabilmente anche di CYP2C8. In ogni caso in base a studi effettuati con molecole radiomarcate praticamente il 100% della radioattività somministrata viene eliminata entro una settimana dalla somministrazione in gran parte con le urine (87%) ed in misura minore con le feci (13%). L'emivita del farmaco somministrato per os è pari a circa 8-14 ore.