Той действа, като пречи на обратното поемане на невротрансмитерите 5 - хидрокситрипамин (наричан още серотонин) и норадреналин в нервните клетки на мозъка и гръбначния стълб.
Tā darbības mehānisms SUI gadījumā nav skaidrs, bet tiek uzskatīts, ka, palielinot 5- hidroksitriptamīna un noradrenalīna koncentrāciju nervos, kas kontrolē uretras (urīnizvadkanāla no pūšļa uz ārpusi) muskuli, duloksetīns izraisa stiprāku uretras noslēgšanos urīna uzkrāšanās laikā.