Той действа, като пречи на обратното поемане на невротрансмитерите 5 - хидрокситрипамин (наричан още серотонин) и норадреналин в нервните клетки на мозъка и гръбначния стълб.
Jo veikimo mechanizmas gydant streso sukeltą šlapimo nelaikymą nėra visiškai aiškus, bet manoma, kad, padidinus 5- hydroksitriptamino ir noradrenalino koncentraciją nervų, kontroliuojančių šlaplės (šlaplė – šlapimo pūslę su išore jungiantis latakas) raumenis, lygmenyje, duloksetinas skatina stipresnį šlaplės uždarymą kaupiantis šlapimui.