주사는 요골정맥이나 복체정맥을 통하여 천천히 주입하는데 마취의 깊이 정도는 발이나 눈의 반사정도를 관찰하므로서 판단한다. 펜토탈의 마취 첫단계는 깊은 하품으로 판단하고 계속해서 반응이 없을 때까지 계속 주입한다.

펜토탈의 실험식 데이타와 성적을 기초로하여 아래 제안된 용량이 마취의 깊이와 기간을 조절하는데 제안되어진다.

1) 8-10분간 마취를 위해서는 체중 kg당 13-18mg

2) 10-15분간 마취를 위해서는 체중 kg당 18-22mg

3) 12-25분간의 장기간 마취를 위해서는 체중 kg당 22-26mg

특별한 경우에 마취기간에 관계없이 처음에는 체중kg당 13mg을 투여하는게 좋은 방법이다. 그리고 약효과가 나타나는지 알기 위하여 주사를 30-35초 동안 멈추었다가 1분 30초에서 2분이상 원하는 마취를 노리는 양만큼 완전히 주사한다. 펜토탈은 비교적 넓은 안전범위를 가지고 있다. 최소 치사량은 적어도 kg당 44mg이상이며 반면에 최소 효과량은 13-18mg이다. 10-20분 이상 마취기간을 연장하기 위해서는 추가량을 주사할 수 있다.

생체중 90kg 마다 1g의 정맥주사는 대부분의 경우에 마취효과를 유발하는데 충분하다. 때때로 90kg당 1.5g까지 증량이 필요할 때도 있다. 10%용 단일제로 투여시는 8-10초내에 투여해야 한다. 때때로 마취유발기간 동안 무호흡이 일어나기도 하지만 부작용은 적다. 외과적인 마취시 10-15분간 지속되고 회복은 45분내에 완전히 된다.