青霉素在体内的药效持续时间因人而异，一般来说，其血药浓度在注射后0.5-1小时达到高峰，有效血药浓度可维持4-6小时左右。
青霉素进入人体后，会迅速分布到全身各个组织和体液中，但在不同组织中的浓度有所差异。主要通过抑制细菌细胞壁的合成来发挥杀菌作用。在感染部位，只要青霉素的浓度能够达到有效杀菌浓度并且维持一定时间，就能对敏感菌产生抑制和杀灭效果。随着时间的推移，青霉素会不断被代谢和排泄。青霉素在体内主要经肾脏排泄，少量经肝脏代谢。肾功能正常的情况下，青霉素的排泄速度相对稳定，这也是其有效血药浓度维持时间有限的原因之一。
细菌的种类和感染的严重程度也会影响青霉素药效的持续时间。对于轻度感染，青霉素在有效血药浓度期间可能就足以将细菌控制住；但对于严重感染，尤其是细菌大量繁殖的情况，可能需要更频繁地给药以保证持续的杀菌效果。同时，不同个体的生理状态，如年龄、肝肾功能、身体的免疫状态等，也会对青霉素在体内的药效持续时间产生影响。例如，老年人肾功能可能有所减退，青霉素的排泄速度减慢，在体内停留的时间可能会相对延长，这就需要更加谨慎地调整用药剂量和间隔时间，以避免药物在体内蓄积产生不良反应，同时又能保证有效的抗菌效果。
