GLP-1の最も注目すべき作用は、グルコース依存的にインスリン分泌を促進することである。GLP-1は膵β細胞に発現しているGLP-1受容体に結合すると、受容体はGタンパク質サブユニットと結合し、アデニル酸シクラーゼを活性化し、ATPからcAMPの産生を増加させる。その後、PKAやEpac2を含む二次経路の活性化がイオンチャネル活性を変化させ、細胞質Ca2+レベルの上昇を引き起こし、インスリンを含む顆粒のエキソサイトーシスを促進する。この過程で、グルコースの流入により、刺激効果を持続させるのに十分なATPが確保される。