A bilirrubina livre pode não estar ligada à albumina em três situações distintas: (a) quando os níveis de albumina são extremamente baixos , (b) quando existe uma alta concorrência pelos lugares de união da albumina, por exemplo, com tiroxina, salicilatos, sulfonamidas, digoxina, cortisol e diazepam; ou (c) quando o nível de bilirrubina livre é extremamente alto (maior de 20 mg/dL). No fígado, a bilirrubina é desligada da albumina e conjugada com o ácido glicurônico para formar bilirrubina conjugada.
Esta é solúvel em água e secretada ativamente pelos canalículos biliares menores e posteriormente excretada pela bile. No plasma, observam-se pequenas quantidades de bilirrubina conjugada, sendo que a maior parte da bilirrubina plasmática é livre. A bilirrubina conjugada não pode ser reabsorvida no intestino, mas as enzimas bacterianas presentes no íleo e cólon convertem a bilirrubina em urobilinogênio fecal (estercobilinogênio), que é reabsorvido em torno de 10 a 15% pela circulação portal até o fígado.
A maioria deste urobilinogênio é reexcretada pela bile, e uma parte pode ser excretada pela urina. O urobilinogênio não reabsorvido no intestino é oxidado à estercobilina, pigmento responsável pela cor marrom das fezes.