Nelarabin je rychle demetylován adenosindeaminázou (ADA) na ara- G a poté dochází k nitrobuněčné fosforylaci deoxyguanosinkinázou a deoxycitidinkinázou na metabolit 5 ’ - monofosfát.
Nelarabin se z adenozin- deaminazo (ADA) hitro demetilira v ara- G, v celici pa se nato z deoksigvanozin- kinazo in deoksicitidin- kinazo fosforilira v 5 ’ - monofosfatni presnovek.