Atorvastatin hemmt das Leberenzym HMG-CoA-Reduktase. Dieses ist verantwortlich für die Cholesterinproduktion. Der Wirkstoff verlangsamt die Umwandlung von HMG-CoA (3-Hydroxy-3-methylglutaryl Coenzym A) in Mevalonat, dem Salz der Mevalonsäure. Durch diese Verlangsamung kommt es in der Leber zur Steigerung der Anzahl der LDL-Rezeptoren auf der Zelloberfläche. Das hat zur Folge, dass mehr LDL in die Leberzellen aufgenommen wird und somit weniger davon im Blut ist. Zudem senkt Atorvastatin das VLDL-C (Very-Low-Density Lipoprotein Cholesterol), die Triglyzeride, sowie IDL (Intermediate Density-Lipoprotein und Apolipoprotein B. Außerdem steigert Atorvastatin den HDL-C (High-Density Lipoprotein Cholesterol.
Atorvastatin wird in der Leber metabolisiert, hauptsächlich durch das Enzym CYP3A4. Es ist dosisabhängig, das heißt, je mehr Wirkstoff zugeführt wird, desto höher ist die Konzentration im Blut. Aufgrund des massiven First-Pass-Effekts bei Atorvastatin liegt die Bioverfügbarkeit, also zu wie viel Prozent der Wirkstoff im Blut verfügbar ist, bei lediglich 14%. Der First-Pass-Effekt tritt bei den meisten Wirkstoffen ein, die im Magen oder Dünndarm absorbiert werden. Der Wirkstoff wird durch die Magen- oder Dünndarmschleimhaut aufgenommen und durch die Pfortader (Vena portae) zur Leber transportiert. In der Leber kommt es dann, noch bevor der Wirkstoff in den Körperkreislauf gelangt, zu einer ersten Verstoffwechselung, sodass der Wirkstoff danach in geringerem Ausmaß dem Körper zur Verfügung steht. Der First-Pass-Effekt hat einen großen Einfluss auf die Bioverfügbarkeit der jeweiligen Wirkstoffe im Körper. Die Halbwertszeit, also die Zeit, die der Körper benötigt, um die Hälfte des Wirkstoffes auszuscheiden, beträgt etwa 14 Stunden. Die maximale Plasmakonzentration (Cmax), also die maximale Konzentration des Wirkstoffes im Blutplasma (flüssigen zellfreien Anteil des Blutes), wird nach 1-2 Stunden erreicht.