Nei mammiferi, la degradazione del 4-nitrotoluene (1) procede attraverso l'alcol 4-nitrobenzilico (2), che viene successivamente coniugato con l'acido glucuronico (3) (1,4%), oppure ulteriormente ossidato ad acido 4-nitrobenzoico (5) (28%). Un percorso metabolico alternativo coinvolge l'ossidrilazione dell'anello e porta alla formazione di 2-nitro-5-metilfenolo (11), il quale viene espulso tramite le urine come addotto con il solfato (12) o con l'acido glucuronico (13). A differenza dell'isomero 2-nitrobenzoico, l'acido 4-nitrobenzoico (5) può essere coniugato con la glicina, fornendo l'acido 4-nitroippurico (6). La flora intestinale può ridurre il gruppo -nitro dell'alcol 4-nitrobenzilico (2), fino a dare l'alcol 4-amminobenzilico (4), oppure può ridurre l'acido 4-nitrobenzoico (5) ad acido 4-amminobenzoico (7): questo metabolita può quindi essere N-acetilato a livello del fegato per dare (8). Per finire, è stato riscontrato un processo che prevede la coniugazione dell'alcol 4-nitrobenzilico (2) con l'anione solfato, seguita dalla reazione del prodotto di questo primo processo con glutatione per formare (complessivamente) l'acido 4-nitromercapturico (10).