Elle est synthétisée principalement dans les neurones des régions cérébrales telles que l'hypothalamus, l'hippocampe et le cortex cérébral. La dynorphine agit principalement en se liant aux récepteurs opioïdes, en particulier aux récepteurs κ-opioïdes. L'activation de ces récepteurs induit des effets analgésiques, anxiogènes et dysphoriques. La dynorphine est également impliquée dans la régulation de la motivation, de la mémoire, de l'apprentissage, de la modulation de l'humeur et du comportement. 

La dynorphine est l'un des principaux neurotransmetteurs endogènes impliqués dans la modulation de la douleur. Elle agit comme un analgésique endogène en inhibant la transmission des signaux de douleur le long des voies de la douleur dans le système nerveux central.