En øget bivirkningsincidens kan observeres, hvis niveauet i serum overstiger 2 ng/ ml.
A korábban opioid kezelésben nem részesülő betegeknél a fentanil minimális analgetikus hatást biztosító szérum koncentrációja 0, 3- 1, 5 ng/ ml között változik; ha a szérumszint meghaladja a 2 ng/ ml értéket a nemkívánatos mellékhatások előfordulási gyakorisága megnövekedik.