Натрію вальпроат збільшує вміст GABA (гамма-амінобутирової кислоти) в головному мозку, що відповідно збільшує вміст GABA в постсинаптичних нейронах. Крім того, натрію вальпроат впливає на перенесення іонів калію через мембрани іонів. Результатом подібного впливу є пригнічення виникнення, а також розповсюдження епілептичного збудження по нейронах.