Virkningen er fasespecifik, idet gemcitabin primært dræber celler, der undergår DNA- syntese (S - fase) og under visse forhold blokerer cellecyklus på grænsen mellem G1 og S- fasen.
Selle toime on faasi spetsiifiline, nii, et esiteks hävitab gemtsitabiin DNA sünteesi faasis (S- faasis) olevad rakud ja teatud olukordades blokeerib rakutsükli G1/ S- faasi vaheolekus.