Fitochemia Kłącza i korzenie pierwiosnka, w mniejszych ilościach także kwiaty, zawierają saponiny triterpenowe – prymulasaponinę A i B (udział saponin sięgać może w organach podziemnych 10%), glikozydy flawonowe – primulawerynę (=primulawerozyd) i primwerynę (=primwerozyd), flawonoidy, kwas askorbinowy i garbniki roślinne. Primweryna ulega hydrolizie enzymatycznej estru metylowego kwasu metylosalicylowego dając związki aromatyczne odpowiadające za charakterystyczny zapach organów podziemnych. Aromat kłącza i korzeni opisywany jest jako miły, silny i anyżkowy. Korzenie zawierają także cukry: arabinozę, sedoheptulozę, ksylozę, glukozę, galaktozę, ramnozę, kwas glukuronowy i wolemitol.
W kwiatach, poza niewielkimi ilościami saponin, obecne są glikozydy fenolowe, flawonoidy, karotenoidy. Zapach kwiatów opisywany jest jako przypominający aromat miodu. W korzeniach pierwiosnka substancje zapasowe gromadzone są w postaci ziaren skrobi.