L'eliminazione plasmatica appare di tipo multifasico ed è caratterizzata da un'emivita terminale di 16-36 ore. Il farmaco si distribuisce ampiamente nell'organismo e nei diversi tessuti biologici. Il volume apparente di distribuzione è pari a 10 l/kg. Il composto si concentra maggiormente a livello di polmoni, fegato, cervello (la concentrazione di tioridazina libera nel sistema nervoso centrale è circa doppia di quella plasmatica), milza, surrene, reni e intestino.