Nelarabin je rychle demetylován adenosindeaminázou (ADA) na ara- G a poté dochází k nitrobuněčné fosforylaci deoxyguanosinkinázou a deoxycitidinkinázou na metabolit 5 ’ - monofosfát.
Adenozīndezamināze (ADA) ātri demetilē nelarabīnu par ara- G, pēc tam dezoksiguanozīnkināze un dezoksicitidīnkināze to intracelulāri fosforilē par 5`- monofosfāta metabolītu.