Analgetické účinky fentanylu souvisejí s krevní koncentrací léčivé látky; u pacientů bez předchozí zkušenosti s opiáty jsou minimální účinné sérové koncentrace fentanylu v rozmezí 0, 3- 1, 2 ng/ ml, zatímco koncentrace 10- 20 ng/ ml zajistí anestezii při operaci a těžkou respirační depresi.
Fentanila pretsāpju iedarbība ir saistīta ar aktīvās vielas līmeni asinīs; pacientiem, kas agrāk nav lietojuši opioīdus, minimālā efektīvā pretsāpju seruma koncentrācija ir 0, 3- 1, 2 ng/ ml, bet 10- 20 ng/ ml līmenis asinīs izraisa operāciju anestēziju un smagus elpošanas apgrūtinājums.