Точният механизъм на действие на леветирацетам все още не е напълно изяснен, но явно той въздейства върху намиращия се в синаптичните везикули протеин 2А, които се среща в пространството между нервите (синапси), и спира освобождаването на химични агенти между нервните клетки.
Levetiracetams nøjagtige virkemåde er endnu ikke kendt, men det menes, at stoffet hæmmer et protein, der kaldes det synaptiske vesikelprotein 2A, som findes i spalten (synapsen) mellem nerverne.