Annak, hogy egy kiválasztott vegyület klinikára kerülhessen, azaz szembesülhessünk a molekula hatásaival és sorsával az emberi szervezetben, mindenekelőtt meg kell bizonyosodni arról, hogy az anyag biztonságosan elkezdhető adagolni az embernek. A tudomány mai állása szerint ezt semmilyen más módon nem tehetjük meg, mint úgy, hogy állatoknak emelkedő dózisban adagolva az anyagot megfigyeljük a hatásait, és amennyiben káros hatások jelentkeznek, soha el nem érve a halálos dózist, megállítjuk az adagolást. Ezekben az esetekben is, akárcsak a preklinikai vizsgálatoknál, minden ilyen munkát az állatetikai hatóságnál kell engedélyeztetni, a végzett tevékenységet pedig a legszigorúbb előírások szerint (ebben az esetben ezt GLP rövidítéssel, (Good Laboratory Practice) jelöljük dokumentálni. A kapcsolódó dokumentáció minősége rendkívül fontos, mivel ez majd a törzskönyvi engedély kérelmének (továbbiakban NDA, New Drug Application) része lesz; ennek folyományaként a hatóság azt átvizsgálja és akár a vizsgálóhely auditját (helyszíni ellenőrzését) is elvégezheti.

A biztonságossági (safety) vizsgálatokat legalább két állatfajon, melyek közül az egyik rágcsáló, kell elvégezni. Ezeken túlmenően további in vitro méréseket is előírnak a hatóságok, melyeket szintén GLP-konform módon ebben az időszakban kell elvégezni. Előbbiek közé tartozik minimális követelményként a két hét hosszúságú rágcsálótoxikológia emelkedő dózisban és az egy hónap hosszúságú nemrágcsáló-toxikológia szintén emelkedő dózisban. Ezeknél a vizsgálatoknál előzetes toxikokinetikai (nagyobb dózisú vérszintmérési) vizsgálatokkal határozzák meg előre a beadandó dózisokat, hogy már az első vizsgálati körben meg lehessen állapítani a legmagasabb, egyértelmű mellékhatásokat még nem mutató dózist. Az in vitro vizsgálatok során a legfontosabbak a mutagén vizsgálatok, mint az AMES teszt, a patkánymikronucleus-teszt és az egérlimfóma-teszt. Természetesen a teljes preklinikai fejlesztési időt a leghosszabb GLP- vizsgálat, a nemrágcsáló-teszt fogja meghatározni. A legtöbb cég az ilyen GLP-vizsgálatokat erre szakosodott szerződéses alapon működő vállalatokkal (CRO) végezteti el. A hatósági kérelemhez szükséges vizsgálat összességét az angolszász (leginkább amerikai) szakirodalom az „IND (Investigational New Drug) enabling studies” szóhármassal írja le.

Ugyanakkor ebben az időszakban számos egyéb fejlesztési feladat is a cég előtt áll, ilyen például a kémiai szintézis méretnövelése, a hatóanyag minőségi követelményeinek és az ezekhez tartozó validált analitikai eljárásoknak a rögzítése vagy a klinikai vizsgálatban alkalmazandó készítmény megválasztása és kifejlesztése. Fontos tudni, hogy az első klinikai vizsgálatok (fázis I és II) készítménye még nem kell, hogy a végleges formula legyen, az csak a fázis III vizsgálatokban kötelező. Ezért is fordul elő gyakran, hogy a legelső klinikai vizsgálatot (melyet gyakran a First in Human kifejezés alapján FIH-hel rövidít az angolszász szakirodalom) tiszta hatóanyaggal, egyszerű kapszulában hajtják végre (API in capsule), hiszen ebben az esetben a leggyorsabb a készítményfejlesztés megvalósítása. Szintén érdemes megjegyezni, hogy a klinikai vizsgálatok megkezdéséhez szükséges engedély kiadásának egyik feltétele a készítmény minimum 3 hónapos stabilitásának igazolása. Összességében a fentebb leírtak miatt a fejlesztésre kijelölt vegyület kiválasztása és az első klinikai vizsgálat megkezdése között eltelt idő meghaladhatja az egy évet.