Centrálně tlumivý účinek thiopentalu může zesílit účinky jiných centrálně tlumivých látek, včetně alkoholu.
Ve spojení s thiopentalem byla pozorována následující medikamentózní vzájemná ovlivnění: Aminofylin: antagonismus Diazoxid: hypotenze Midazolam: synergismus Opioidní analgetika: snížená citlivost vůči bolesti Probenecid: prodloužení účinku thiopentalu Metoklopramid: stejná vlastnost metoklopramidu a thiopentalu může mít za následek zvýšený hypnotický účinek thiopentalu. Sulfisoxazol má vyšší afinitu k plazmatickým bílkovinám než thiopental. Je tedy možné, že množství thiopentalu nutné k anestezii bude zapotřebí snížit.