Il est déconseillé d'administrer des anticholinergiques (atropine, glycopyrrolate) pour lutter contre la bradycardie car il existe d'importants risques d'hypertension sévère et d'arythmie. Certains opioïdes (fentanyl, butorphanol et péthidine) potentialisent les effets secondaires de la médétomidine. L'administration de propofol après la médétomidine est susceptible d'induire une hypoxémie. Chez le chat, la dexmédétomidine ne doit pas être administrée en cas d'anesthésie générale à l'enflurane.
La dexmédétomidine est antagonisée par des α-antagonistes, préférentiellement l'atipamézole.