A CCK é sintetizada e liberada pelas células enteroendócrinas no revestimento da mucosa do intestino delgado (principalmente no duodeno e no jejuno), chamadas células I, neurônios do sistema nervoso entérico e neurônios no cérebro. É liberado rapidamente na circulação em resposta a uma refeição. O maior estimulador da liberação de CCK é a presença de ácidos graxos e / ou certos aminoácidos no quimo que entra no duodeno. Além disso, a liberação de CCK é estimulada pelo monitoramento do peptídeo (liberado pelas células acinares pancreáticas), proteína liberadora de CCK (viasinalização parácrina mediada por enterócitos na mucosa gástrica e intestinal) e acetilcolina (liberada pelas fibras nervosas parassimpáticas do nervo vago). O CCK medeia a digestão no intestino delgado inibindo o esvaziamento gástrico. Estimula as células acinares do pâncreas a liberarem um suco rico em enzimas digestivas pancreáticas (daí um nome alternativo, pancreozymin ) que catalisam a digestão de gordura, proteína e carboidratos. Assim, à medida que os níveis das substâncias que estimulam a liberação de CCK diminuem, a concentração do hormônio também cai.
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