Η πολυμυξίνη Β έχει βακτηριοκτόνο δράση κατά σχεδόν όλων των Gram-αρνητικών βακτηρίων, εκτός από την ομάδα Proteus. Η πολυμυξίνη Β αλληλεπιδρά με το λιποπολυσακχαρίτη της εξωτερικής μεμβράνης των Gram-αρνητικών βακτηρίων, μεταβάλλοντας την διαπερατότητα της μεμβράνης και προκαλώντας κυτταρικό θάνατο.