Bleomycin se podává parenterálně. Po intrapleurálním nebo intraperitoneálním podání je bleomycin absorbován systémově. Po intrapleurálním podání je přibližně 45 % absorbováno do krevního oběhu. Po intramuskulární injekci 15 x 10³ IU bylo u člověka dosaženo maximální plazmatické koncentrace IU/ml po 30 minutách po podání. Po intravenózní injekci 15 x 10³ IU/m² byla u člověka maximální plazmatická koncentrace 1 – 10 IU/ml. Při kontinuální infuzi 30 x 10³ IU bleomycinu denně po dobu 4 až 5 dnů byla průměrná plazmatická koncentrace v rovnovážném stavu 1 – 3 IU/ml.
Distribuce
Po parenterálním podání je bleomycin distribuován především do kůže, plic, ledvin, peritonea a lymfy. V kostní dřeni se nacházejí pouze nízké koncentrace. Bleomycin nepřestupuje hematoencefalickou bariéru v případě, že jsou neporušené mozkomíšní pleny. Distribuční objem bleomycinu je přibližně 17,5 l/m². Bleomycin prostupuje placentou.
Vazba bleomycinu na plazmatické proteiny je minimální.
Biotransformace
Biotransformace bleomycinu není zcela známa. Bleomycin je inaktivován prostřednictvím enzymatického odbourávání ve formě hydrolýzy především v plazmě, játrech a dalších orgánech, méně pak v kůži a plicích.
Eliminace
Po intravenózním podání bolusové injekce je clearance rychlá a probíhají dvě fáze eliminace. Krátká počáteční fáze (t1/2α; 24 min.) je následována delší terminální fází (t1/2β; 2 – 4 hodiny). Po i.v. bolusové injekci 15 x 10³ IU/m² je vrcholová plazmatická koncentrace bleomycinu 1 – 10 μg/ml. Po kontinuální i.v. infuzi se může eliminační poločas zvýšit na přibližně 9 hodin. Přibližně 2/3 podaného množství bleomycinu jsou vylučovány v nezměněné podobě močí. Rychlost vylučování je do velké míry ovlivněna funkcí ledvin. Plazmatické koncentrace se výrazně zvyšují, pokud jsou běžné dávky podávány pacientům s poruchou funkce ledvin. Bleomycin nelze dobře odstranit dialýzou.