Farmakokinetikken af propranolol varierer afhængigt af indgiftsmåde og -varighed. Efter i.v. administration er faldet i lægemiddelkoncentrationerne bifasisk, og lægemidlet cleares meget effektivt af leveren, således at dets eliminering i høj grad er afhængig af leverens blodgennemstrømning. Selv om stoffet er ca. 90-95 % bundet til plasma, er den hepatiske fjernelse så ivrig, at både bundne og frie former ekstraheres. Derimod reduceres lægemidlets fordeling i vævene ved plasmabinding, således at lægemidlets halveringstid (T 1/2), som varierer fra 11/2-3 timer fra person til person, er mere langvarig hos personer med relativt lav plasmabinding. Nyere dokumentation viser, at de beta-blokerende virkninger af propranolol på alle tidspunkter efter i.v.-administration er relateret til dets plasmakoncentrationer i henhold til receptorteorien. Desuden skyldes individuelle forskelle i responset på grund af en given totalkoncentration i vid udstrækning variationer i plasmabinding, idet lægemidlets virkninger er en funktion af det frie (ubundne) lægemiddel i plasmavand. Efter indgivelse af orale enkeltdoser er den hepatiske ekstraktion fortsat høj, og en stor del af dosis elimineres fra hepatisk portalblod under overførsel fra tarmen, således at kun lidt lægemiddel når den systemiske cirkulation. Desuden dannes der betydelige mængder af en aktiv metabolit, 4-OH-propranolol, således at propranolol 2 timer efter dosering forekommer mere potent, end dets plasmaniveauer ville antyde. Ved fortsat indgift bliver den afide fjernelsesproces mættet, ekstraktionsforholdet falder, og propranolol akkumuleres ca. 2 gange. Lægemidlets T 1/2 forlænges til 3-6 timer under disse betingelser, og forholdet mellem propranolol og dets aktive metabolit øges, således at størstedelen af dets virkninger kan tilskrives moderlægemidlet. Den måske vigtigste kinetiske kendsgerning er den 20-dobbelte variation i plasmaniveauer, der er fundet efter kronisk indgivelse af den samme orale dosis til forskellige patienter. Dette forklarer størstedelen af den individuelle variation i doseringsbehovet. Med hensyn til tilbagetrækning af propranolol er der ikke noget bevis for, at virkningerne af lægemidlet varer længere end passende for dets T 1/2, således at større doser varer længere. Ikke desto mindre er 24-48 timer mere end tilstrækkeligt til, at virkningerne af lægemidlet forsvinder. I betragtning af den rebound angina, arytmier og infarkt, der kan forekomme, bør pludselig seponering så vidt muligt undgås.