Crescente interesse no uso clínico do canabidiol (CBD) como terapia adjuvante para encefalopatia epiléptica refratária pediátrica enfatiza a necessidade de otimização do tratamento medicamentoso. O objetivo deste estudo foi caracterizar a farmacocinética do CBD em pacientes pediátricos com encefalopatia epiléptica refratária que receberam uma solução oral à base de óleo. Para avaliar as concentrações de CBD, foram coletadas seis amostras seriadas de sangue por paciente após a dose matinal de CBD, pelo menos 21 dias após o início do tratamento. Doze pacientes que receberam uma dose mediana (intervalo) de 12,2 (5,3-19,4) mg/kg/dia (duas vezes ao dia) foram incluídos na análise. As medianas (intervalo) do tempo para atingir a concentração plasmática máxima de CBD, concentração plasmática máxima e área sob a curva de concentração versus tempo até 6 horas após a administração foram de 3,2 horas (1,9-6,2), 49,6 ng/mL (14,4-302,0) e 226,3 ng ⋅ h/mL (70,5-861,3), respectivamente. Os parâmetros de exposição sistêmica ao CBD estavam na faixa inferior dos relatos anteriores em pacientes pediátricos que receberam doses em uma faixa semelhante. A maioria dos nossos pacientes (83%) apresentou pouca variação nos níveis plasmáticos de CBD durante o intervalo de dosagem, comparável ao encontrado após a administração oral de um sistema de liberação prolongada. A administração de CBD foi geralmente segura e bem tolerada, e uma interação inédita entre levotiroxina e CBD foi registrada. Semelhante a outros estudos, observou-se grande variabilidade interindividual na exposição ao CBD, encorajando o uso do monitoramento terapêutico do CBD.