ONOO<sup>−</sup> reagisce da [[nucleofilo]] con un elettrofilo facilmente reperibile: il [[biossido di carbonio]]. ''In vivo'', la concentrazione di biossido di carbonio è di circa 1 mM, e la reazione con il ONOO<sup>−</sup> avviene rapidamente. Così, sotto condizioni fisiologiche, la reazione del ONOO<sup>−</sup> con il biossido di carbonio per formare il mono anione del perossido misto nitroso-ossicarbonil-perossido (ON−OO−CO<sub>2</sub><sup>−</sup>) è di gran lunga il pathway predominante per ONOO<sup>−</sup>. ONOOCO<sub>2</sub><sup>−</sup> si omolizza per formale il radicale carbonato e biossido di azoto. Per approssimativamente il 66% dei casi, questi due radicali reciprocamente reattivi si ricombinano "internamente" formando biossido di carbonio e [[nitrato]]. Nel restante 33% dei casi, i due radicali riescono ad allontanarsi, desolvatandosi dalla gabbia di solvente (acqua) divenendo radicali liberi a tutti gli effetti. Sono questi radicali (radical-anione carbonato e biossido di azoto) che sono ritenuti essere alla base dei danni cellulari legati al perossinitrito.
