Pharmazeutisch wird Thiopental in Form des Natriumsalzes verwendet. Wegen der schlechten Stabilität in wässriger Lösung kommt es als Trockensubstanz, unter anderem als fixes Gemisch mit Natriumcarbonat, zum Einsatz. Beim Auflösen in Wasser entsteht eine stark alkalische Lösung (pH-Wert ungefähr 11).