L'etosuccimide agisce soprattutto a livello del sistema nervoso centrale, interferendo con le correnti del calcio a livello dei neuroni talamici. Questo effetto spiega la spiccata azione sulle assenze tipiche, essendo il talamo il principale responsabile della genesi dei complessi punta-onda a 3 cicli per secondo () osservabili nel tracciato elettroencefalografico durante le crisi di assenza.