Oxcarbazepina este metabolizată rapid de enzimele hepatice citosolice în metabolitul farmacologic activ MHP, care este ulterior glucuronidată. Cantități mici de MHP (aproximativ 4% din doză) sunt oxidate pentru a forma metabolitul inactiv 10,11-dihidroxi derivat (BHP).
Oxcarbazepina este excretată sub formă de metaboliți în principal prin rinichi (95%), mai puțin de 1% este excretată nemodificată. Aproximativ 80% dintre metaboliții excretați sunt MHP, dintre care 49% sunt glucuronide și 27% sunt MHP nemodificate. BHP este excretat nemodificat (aproximativ 3%), conjugatele de oxcarbazepină reprezintă 13%. Aproximativ 4% din doză este excretată în fecale.