Точният механизъм на действие на леветирацетам все още не е напълно изяснен, но явно той въздейства върху намиращия се в синаптичните везикули протеин 2А, които се среща в пространството между нервите (синапси), и спира освобождаването на химични агенти между нервните клетки.
Tikslus levetiracetamo veikimo mechanizmas dar nėra visiškai ištirtas, tačiau manoma, kad jis įsiterpia į baltymą, sinapsinės pūslelės baltymą 2A, kuris yra tarp nervų (sinapsėse), ir sustabdo cheminį informacijos perdavimą tarp nervų ląstelių.