Valproatul de sodiu crește conținutul de GABA (acid gama-aminobutiric) din creier, ceea ce, la rândul său, crește conținutul de GABA în neuronii postsinaptici. În plus, valproatul de sodiu afectează transportul ionilor de potasiu prin membranele ionice. Rezultatul acestui efect este suprimarea apariției și răspândirii excitației epileptice de-a lungul neuronilor.