Awanafil wiąże się w 99% z białkami osocza (nie stwierdzono jego kumulacji w osoczu). Jego metabolizm przebiega głównie z udziałem izoenzymów mikrosomalnych wątroby: głównie CYP3A4 i — w mniejszym stopniu — CYP2C9. Ostatecznie lek wydalany jest w postaci metabolitów, głównie z kałem (63%), w mniejszym stopniu z moczem (21%). Końcowy okres półtrwania awanafilu wynosi około 6–17 h.
Mechanizm działania Awanafil blokuje funkcjonowanie fosfodiesterazy (PDE5), enzymu, który w normalnych warunkach rozkłada cykliczny monofosforan guanozyny (cGMP). Podczas prawidłowej stymulacji seksualnej cGMP jest produkowany w penisie, gdzie wywołuje rozluźnienie mięśni tkanki gąbczastej. Gdy stymulacja seksualna powoduje miejscowe uwalnianie tlenku azotu (NO), hamowane PDE5 przez awanafil zmniejsza nasilenie hydrolizy cGMP, powodując zwiększenie jego stężenia wewnątrzkomórkowego w ciałach jamistych prącia. Skutkuje to rozkurczem mięśni gładkich i napływem krwi do tkanki członka, co umożliwia powstanie wzwodu i odbycie pełnego stosunku seksualnego. Tym samym lek poprzez blokowanie rozkładu cGMP, zwiększa wpływ tej substancji na wywoływanie wzwodu.