La dofetilide agisce bloccando la componente rapida del canali del potassio (IKr) presenti nelle fibrocellule miocardiche. Questa alterazione corrisponde a un aumento del periodo refrattario che ostacola la successiva insorgenza di un potenziale d'azione aritmogeno. A differenza degli altri farmaci antiaritmici di classe III, la dofetilide non possiede capacità bloccanti nei confronti di altri canali. Inoltre, possiede cinetiche più lente e non mostra quindi un blocco differenziale per le cellule a bassa soglia di eccitabilità. Tali eventi sono testimoniati dal prolungamente del tratto QT indagabile all'elettrocardiogramma.