Các nghiên cứu dược động học trên bệnh nhân sau khi tiêm tĩnh mạch Mitoxantrone HCl cho thấy sự đào thải khỏi huyết tương qua 3 pha. Phân bố vào mô nhanh và nhiều. Thể tích phân bố biểu kiến vượt quá 100L/m2. Thuốc đào thải chậm với thời gian bán hủy trung bình 12 ngày (dao động từ 5 đến 18 ngày). Thời gian bán hủy tương tự như nhau ở các bệnh nhân dùng một liều duy nhất mỗi 21 ngày và các bệnh nhân dùng hàng ngày trong 5 ngày.
Mitoxantrone HCl được bài tiết qua thận và hệ gan mật. Thải trừ qua thận là ít, chỉ 6-11% lượng thuốc được phát hiện trong nước tiểu trong vòng 5 ngày sau khi dùng thuốc. Trong số các chất phân lập từ nước tiểu, 65% là Mitoxantrone không biến đổi, 35% còn lại chủ yếu là hai chất chuyển hóa không hoạt tính và các liên hợp Glucoronide của chúng. Các chất chuyển hóa là mono và dicarboxylic acid của mitoxantrone. Khoảng 25% liều dùng được phát hiện trong phân trong vòng 5 ngày sau khi dùng thuốc.Các nghiên cứu dược động học động vật trên chuột, chó và khỉ được dùng Mitoxantrone HCl đánh dấu phóng xạ cho thấy sự phân bố nhanh, nhiều và tỉ lệ thuận với nồng độ vào hầu hết các mô. Mitoxantrone HCl không vượt qua hàng rào máu não ở nồng độ đáng kể. Phân bố vào tinh hoàn khá thấp. Ở chuột có thai, nhau là một hàng rào có hiệu quả. Nồng độ thuốc trong huyết tương giảm nhanh trong 2 giờ đầu và sau đó chậm hơn. Dữ liệu từ động vật xác nhận bài tiết qua đường mật là đường đào thải chủ yếu. Ở chuột, thời gian bán hủy hoạt tính phóng xạ khỏi mô là 20 đến 25 ngày so với thời gian bán hủy khỏi huyết tương là 12 ngày. Ở động vật Mitoxantrone HCl không được hấp thụ đáng kể từ đường uống.