Viele Erkenntnisse über die medizinische Wirkung von CBD sind noch wenig gesichert. Neben umfangreichen Erfahrungsberichten gibt es kaum fundierte Studien, meist Zellversuche, Tierexperimente oder Einzelfallbeschreibungen.
CBD wirkt entkrampfend. Dieser Effekt wurde für das Cannabismedikament Sativex, welches CBD und THC enthält, für die Indikation Spastiken bei MS nachgewiesen und genutzt. CBD könnte auch bei anderen Dystonien (Bewegungsstörungen) helfen, wie sie als Symptom bei der Parkinson-Krankheit auftreten. Konkret eingesetzt wird es insbesondere bei Epilepsie, dies wird im Folgenden noch ausgeführt. Neben den eigentlichen Epilepsieerkrankungen kann es auch bei epileptischen Anfällen als Symptom anderer Krankheiten wie dem Angelman-Syndrom helfen.
Die schon beschriebene antipsychotische Wirkung wird in Medikamentenstudien mit Schizophrenie-Patienten derzeit erforscht. Die entzündungshemmende Wirkung von CBD kann u.a. bei chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen, Arthritis, Asthma sowie weiteren Autoimmunkrankheiten helfen. CBD wirkt angstlösend wie Diazepam, hilft bei Übelkeit und es besitzt neuroprotektive und antibakterielle Eigenschaften. Es hemmt die Anhäufung von Prionproteinen wie beim Rinderwahnsinn (BSE). Es gibt auch begründete Vermutungen, dass CBD suchtmindernde Wirkung haben könnte.
Darüber hinaus gibt es erste Untersuchungen, die zeigen, dass CBD eine Reduktion des Diabetesrisikos bewirkt. CBD könnte für den nachgewiesenen präventiven Effekt von Cannabis bei Diabetes verantwortlich sein. Konkret erforscht wird in diesem Zusammenhang derzeit jedoch ein anderes Cannabinoid (THCV).