1996年に米ギリアド・サイエンシズ社（1997年から2001年まで元アメリカ合衆国国防長官のドナルド・ラムズフェルドが会長を務めた）が開発、スイスのロシュ社がライセンス供与を受け全世界での製造、販売を行っている。中国においては Shanghai Pharmaceutical Group社、インドにおいては Hetero Drugs社が製造のサブライセンスを保持し、製造している。

本薬はノイラミニダーゼ (neuraminidase, NA) という酵素（糖タンパク質）を阻害することによりインフルエンザウイルスが感染細胞膜を通過するのを阻害する。この酵素阻害により、インフルエンザウイルスは感染した細胞内に閉じ込められる。これがノイラミニダーゼ阻害薬の作用メカニズムである。ザナミビル（商品名「リレンザ」）も標的阻害酵素は同じである。本薬の投与法は経口投与であるため感染部位への到達時間は遅いが、ザナミビルの吸入投与よりも投与法が一般的に容易であるため、高齢者・小児にも投与しやすい。Ａ型、Ｂ型インフルエンザウイルス（非耐性）に感染し、発症後48時間以内に投与すれば、有意に罹患期間を短縮できる。

また、インフルエンザ予防薬としても使用することができる（ドライシロップは除く）。ただし、予防薬としての処方は日本では健康保険の適用外である。

発症後、48時間以降に投与を開始した場合の有効性は確立していない。これは、本薬はウイルスが新たに拡散するのを阻害する薬剤であって、既に増殖したウイルスを失活させる効果がないからである。

オセルタミビルに耐性を持つウイルスも2004年頭頃[要出典]から徐々に見られるようになり 、2009年1月の調査では日本国内のH1N1型への感染者のうちの90%以上から耐性を持つインフルエンザウィルスが検出されている[12]。また、幼児・小児など免疫力が弱い者にオセルタミビルを投与し続けた場合、ウイルスの淘汰に時間がかかるため、その間に体内のウイルスがオセルタミビルに対して耐性を持つとされている。そのため小児への投与は慎重に行う必要がある。2005年11月にFDAの小児諮問委員会で報告された際には、「タミフル」の全世界での使用量のうちおよそ75%を日本での使用が占めており、世界各国のうちで最も多く使用されている上、同2位のアメリカ合衆国と比べ、子供への使用量は約13倍であった2005年には、新型インフルエンザの発生懸念のため、一部の大病院などで買い占めがおこり、世界的に品薄状態と報じられた。また、原料であるシキミ酸を含む八角（トウシキミの果実）の買占めが懸念された。2006年に入ると、八角のような天然物ではなく、石油など由来のより入手容易な化学物質を原料としたリン酸オセルタミビルの化学合成法が日本とアメリカ合衆国の2つの研究グループによって発表された。その後も安定供給をめざし、複数のグループにより研究が行われている。