Im Säugetierorganismus wird ein großer Teil der aufgenommenen 4-Toluolsulfonsäure (1) unverändert wieder ausgeschieden, was durch die hohe Wasserlöslichkeit bedingt ist. Eine Metabolisierung von 4-Toluolsulfonsäure (1) (dargestellt als Anion) durch Cytochrom P450 unter Hydroxylierung der Methylgruppe am aromatischen Ring ist ebenfalls möglich und findet bei Bakterien auch statt. Bakterienkulturen vermögen 4-Toluolsulfonsäure (1) vollständig zu Propanal (2), Brenztraubensäure (3) und anorganischem Sulfat (4) abzubauen. Propanal (2) und Brenztraubensäure (3) können in den normalen Stoffwechsel der Zelle eingeschleust werden.