Barbitüratlar, uyku bozukluklarını tedavi etmek için de kullanılır. Eylem süresine bağlı olarak,
- uzun etkili barbitüratlara (10-24 saat çalışabilen gündüz yatıştırıcıları),
- orta etkili barbitüratlara (uyku yardımı, 4-8 saat etkili) ve
- kısa etkili barbitüratlara (uyku yardımı, enjeksiyon narkotikleri, 2-5 saat etkili)
Barbituratlar, formatio retikularisin artan aktivasyon sisteminin nöronları üzerinde sönümleme etkisine sahiptir. Uykunun REM aşamaları baskılandığından, barbitürat uyku normal uykudan daha az dinlendiricidir. Barbituratlar solunum depresyonuna, performansın düşmesine ve çatışma algısının bozulmasına neden olabilir. Tolerans gelişimi veya uyarılma gibi paradoksal etkiler sıklıkla ortaya çıkar.