Są one blokerami kanałów potasowych we wspomnianych wcześniej komórkach powodując zmniejszenie przepuszczalności błony komórkowej dla jonów K+ oraz otwarcie zależnych od napięcia kanałów wapniowych i wzrost poziomu Ca 2+ w komórce. Zwiększają tym samym wrażliwość komórek β na insulinę. Nasilają proces glikogenogenezy oraz uwrażliwiają tkanki na działanie insuliny. Pochodne sulfonylomocznika dobrze wchłaniają się z przewodu pokarmowego. Ich biodostępność wynosi 50–90%. Wyjątek stanowi glibenklamid. Podawane są rano, przed śniadaniem. Leki z tej grupy mogą powodować przyrost masy ciała, dlatego nie są zalecane do stosowania u osób z nadwagą. Do najpowszechniejszych działań niepożądanych należą zaburzenia żołądkowo-jelitowe. Przy przyjmowaniu leków z tej grupy może pojawić się hipoglikemia. Przeciwwskazaniem do ich stosowania jest ciężka niewydolność nerek i wątroby oraz śpiączka cukrzycowa.
glinidy repaglinid nateglinid Mają podobny mechanizm działania do pochodnych sulfonylomocznika, lecz działają od nich szybciej i krócej. Także przy ich stosowaniu mniejsze jest ryzyko hipoglikemii. Działania niepożądane, jak i przeciwwskazania również podobne do pochodnych sulfonylomocznika.