Bei der kurzfristigen Behandlung von Schlaflosigkeit wurde Natriumsalz Pentobarbital als Beruhigungsmittel und Hypnotikum verwendet. Darüber hinaus wurde bei Anästhesieverfahren eine Prämedikation mit Pentobarbital-Natrium verwendet. Zum Beispiel ist Pentobarbital für diejenigen, die mit Status Epilepticus, Cholera, Eklampsie, Meningitis, Tetanus, toxischen Reaktionen auf Strychnin oder Lokalanästhetika und anderen in Verbindung stehen, von der FDA für die Notfallkontrolle dieser akuten Krampfanfälle zugelassen. Die Behandlung von nicht tödlichem Untertauchen und traumatischem/nicht traumatischem erhöhtem Hirndruck sind zwei weitere Indikationen für die Anwendung von Pentobarbital.