Utilizzando i barbiturici in maniera regolare, si sviluppa la tolleranza ai loro effetti, anche se in alcuni casi può svilupparsi anche con una sola somministrazione. Come con tutti i farmaci GABAergici, l'astinenza da barbiturici produce effetti potenzialmente fatali come le convulsioni, che ricordano il delirium tremens e sindromi da astinenza. Il meccanismo diretto di agonismo del GABA rende la sospensione dei barbiturici più grave rispetto a quella dell'alcool o delle benzodiazepine. Analogamente alle benzodiazepine, i barbiturici ad azione lunga producono una sindrome da astinenza meno grave rispetto ai barbiturici ad azione breve e ad azione ultra breve. I sintomi da astinenza sono dose-dipendenti e i consumatori di dosi massicce sono più colpiti rispetto ai consumatori di basse dosi.