La zidovudina es un análogo sintético de la timidina con actividad potente in vitro contra un amplio espectro de retrovirus que comprenden a VIH-1, VIH-2 y virus linfotrópico de células T humanas. La zidovudina es activa en las líneas de células linfoblásticas y monocíticas, pero es mucho menos activa en las células con infección crónica, quizá porque carece de efectos en las células que ya están infectadas por VIH.
Aparentemente la zidovudina es más activa en los linfocitos que en los monocitos y macrófagos por la mayor fosforilación de los primeros. Por la misma razón, este fármaco es más potente en los linfocitos activos que en las células que se encuentran en reposo, porque la enzima que apremia la fosforilación, cinasa de timidina, es específica para la fase S.
La zidovudina intracelular se fosforila, gracias a la cinasa de timidina hasta formar 5´-monofosfato de zidovudina. El monofosfato inhibe de manera competitiva a la cinasa de timidilato celular, lo que reduce la cantidad de trifosfato de timidina intracelular. Este último efecto puede aumentar la actividad antivírica, pero también contribuye a sus efectos adversos. El 5´-trifosfato de zidovudina inhibe débilmente a la polimerasa alfa de ADN celular, pero es un inhibidor más potente de la polimerasa y mitocondrial.
