肌內注射頭孢地嗪鈉0.5g和1g后，血藥峰濃度（cmax）于30分鐘后到達，分別為10mg/L和20mg/L，4小時后血藥濃度迅速下降。同時口服丙磺舒可使本品血藥峰濃度提高近3倍，血藥濃度維持時間亦較久。靜脈注射1g后15分鐘血藥濃度為30～60mg/L，24小時內連續靜脈滴注12g，血藥濃度波動于10～30mg/L。
頭孢地嗪鈉廣泛分布于各種組織和體液中，在腎皮質、胸水、心肌、橫紋肌、皮膚和胃中濃度較高，腎組織中濃度接近血藥濃度，其余組織中的濃度僅為血藥濃度的1/3左右，在支氣管分泌物、前列腺可達血藥濃度的25%。頭孢噻吩甚易進入炎性腹水中。本品在肝和腦組織中的濃度甚低，亦很難滲透至正常腦脊液。在細菌性腦膜炎病人的腦脊液中藥物濃度為血藥濃度的1%～10%。膽汁中藥物濃度低于同期血藥濃度。在骨組織中濃度甚低。本品可透過胎盤，胎兒血循環中藥物濃度約為母體血濃度的10%～15%。乳汁中濃度約為血中濃度的30%。本品蛋白結合率50%～65%，血消除半衰期(t1/2b)為0.5～0.8小時，腎功能減退時可延長至3～8小時，出生1周內新生兒的t1/2b為1～2小時。約60%～70%的給藥量于給藥后6小時內自尿中排出，其中70%為原形，30%為其代謝產物。頭孢噻吩可為血液透析和腹膜透析清除，兩者的清除率分別為50%～70%和50%。