Nelarabin je rychle demetylován adenosindeaminázou (ADA) na ara- G a poté dochází k nitrobuněčné fosforylaci deoxyguanosinkinázou a deoxycitidinkinázou na metabolit 5 ’ - monofosfát.
Soluissa ara- G fosforyloituu deoksiguanosiinikinaasin ja deoksisytidiinikinaasin vaikutuksesta 5 '- monofosfaatiksi.