W niezaktywowanych fagocytach enzym ten jest nieaktywny ponieważ jego elementy nie są w pełni połączone. Jeden z kompleksów – cytochrom b558 jest zlokalizowany z błonach ziarnistości drugorzędowych neutrofili oraz lizosomach makrofagów, natomiast pozostałe komponenty enzymu znajdują się w cytozolu. Aktywacja fagocytów indukuje połączenie kompleksów błonowych z tymi znajdującymi się w cytozolu i utworzenie w pełni funkcjonalnej oksydazy NADPH w błonie pęcherzyka fagolizosomu. Reakcja prowadzona przez oksydazę NADPH skutkuje znacznie zwiększoną konsumpcją tlenu przez komórki układu odpornościowego, który znany jest pod nazwą wybuchu tlenowego. Enzym ten produkuje aniony ponadtlenkowe w świetle fagolizosomu, który następnie przekształcany jest przez dysmutazę ponadtlenkową do nadtlenku wodoru. Kolejne reakcje chemiczne i enzymatyczne generują z nadtlenku wodoru różnego rodzaju toksyczne substancje, np. rodnik hydroksylowy (OH•), podchloryny (OCl) czy podbrominy (OBr).