[cita requerida] El difenoxilato, igual que su metabolito, la difenoxina, actúa principalmente a través de receptores opioides μ periféricos y es preferible a los opioides que penetran en el sistema nervioso central (SNC).El fármaco puede tener efectos en el sistema nervioso central cuando se utiliza a las dosis más altas, y en consecuencia existe la posibilidad de abuso o adicción o ambos.Como efectos secundarios pueden aparecer signos atropínicos (en particular en niños) y de depresión central.Con el uso excesivo o sobredosis pueden presentarse estreñimiento y (en padecimientos inflamatorios del colon) megacolon tóxico.En dosis altas, tienen efectos en el SNC, lo mismo que anticolinérgicos por la atropina (boca seca, visión borrosa, etc.) En la bibliografía pediátrica se informa con amplitud de casos de intoxicación o envenenamiento con los compuestos de difenoxilato y atropina que se usan para tratar la diarrea.