Toxikologické studie se prováděly na opicích a bílých potkanech. U obou živočišných druhů jsou metabolické procesy podobné jako u lidí. Podobně jako po podávání ostatních lipofilních aminů včetně tricyklických antidepresiv, byla po podávání paroxetinu u potkanů podle očekávání zjištěna fosfolipidóza. Fosfolipidóza nebyla zjištěna u primátů ani při podávání paroxetinu po dobu až jednoho roku v dávkách 6x převyšujících doporučený rozsah klinických dávek. Kancerogenese Paroxetin nevykazoval ve dvouletých studiích na myších a potkanech kancerogenní účinek. Genotoxicita Při celé řadě testů in vitro ani in vivo nebyla zjištěna genotoxicita. Studie reprodukční toxicity u potkanů prokázaly, že paroxetin ovlivňuje fertilitu samců a samic snížením indexu fertility a četnosti březosti. U potkanů byla pozorována zvýšená mortalita mláďat a opožděná osifikace. Poslední uvedené účinky pravděpodobně souvisí s maternální toxicitou a nejsou považovány za přímý účinek na plod/novorozence.