A temperatura ambiente es estable en la forma de monohidrato como un sólido blanco inodoro.

La fenantrolina se puede preparar mediante dos reacciones de Skraup sucesivas de glicerol con ''o''-fenilendiamina, catalizadas por ácido sulfúrico, y un agente oxidante, tradicionalmente ácido arsénico acuoso o nitrobenceno.

[3]​ La deshidratación del glicerol da acroleína que se condensa con la amina seguida de una ciclación.

El complejo rosa [Ni(phen)3]2+ se ha resuelto en sus isómeros Δ y Λ.

[7]​ La o-fenantrolina es moderadamente neurotóxica, altamente tóxica para los riñones y un potente diurético.