Metabolismu fenylpropanoidů se účastní mnoho enzymů.

V rostlinách vznikají všechny fenylpropanoidy z aminokyselin fenylalaninu a tyrosinu.

Fenylalanin-amoniaklyáza (také se používá název fenylalanin/tyrosin-amoniaklyáza) přeměňuje L-fenylalanin na kyselinu trans-skořicovou a tyrosin na kyselinu p-kumarovou

Cinamát-4-hydroxyláza mění trans-cinamát na 4-hydroxycinamát (kyselinu p-kumarovou). 4-kumarát-CoA ligáza zprostředkovává převod 4-hydroxycinamátu na 4-kumaroylkoenzym A.^[1]

• Cinamylalkoholdehydrogenáza (CAD), enzym převádějící cinamylalkohol na cinamaldehyd
• Sinapinesteráza, přeměňuje sinapoylcholin na sinapát (kyselinu sinapovou) a cholin
• Trans-cinnamát-2-monooxygenáza, mění trans-cinnamát (kyselinu skořicovou) na 2-hydroxycinnamát
• Kafeát-O-methyltransferáza, mění kyselinu kávovou na kyselinu ferulová
• Kafeoyl-CoA-O-methyltransferáza, zprostředkovává přeměnu kafeoyl-CoA na feruloyl-CoA
• 5-O-(4-kumaroyl)-D-chinát-3'-monooxygenáza, zajištuje přeměnu trans-5-O-(4-kumaroyl)-D-chinátu na trans-5-O-kafeoyl-D-chinát
• Sinapoylglukóza—cholin-O-sinapoyltransferáza, slouží k proměně 1-O-sinapoyl-beta-D-glukózy na sinapoylcholin (sinapin)
• Sinapoylglukóza—malát-O-sinapoyltransferáza, přeměňuje 1-O-sinapoyl-beta-D-glukózu na sinapoyl-(S)-malát
• Cinnamoyl-CoA-reduktáza, vytváří cinamoyl-CoA z cinnamaldehydu

Konjugační enzymy zajišťují konjugace fenylpropanoidů s jinými molekulami.

• 2-kumarát-O-beta-glukosyltransferáza, enzym zprostředkovávající proměnu trans-2-hydroxycinamátu na trans-beta-D-glukosyl-2-hydroxycinamát
• Hydroxycinamát-4-beta-glukosyltransferáza, provádí přeměnu kyseliny p-kumarové na 4-O-beta-D-glukosyl-4-hydroxycinamát
• Šikimát-O-hydroxycinamoyltransferáza, mění 4-kumaroyl-CoA na 4-kumaroylšikimát
• Chinát-O-hydroxycinnamoyltransferase, enzym, který zajišťuje přeměnu feruloyl-CoA v O-feruloylchinát
• Sinapát-1-glukosyltransferáza, enzym, který mění sinapát na 1-sinapoyl-D-glukózu
• Koniferylalkoholglukosyltransferáza, zajišťuje přeměnu koniferylalkoholu na koniferin

• Koniferin-betaglukosidáza, přeměňuje koniferin na koniferylalkohol

• Pinosylvin syntáza, katalyzuje přeměnu pinosylvinu v cinamoyl-CoA
• Trihydroxystilbensyntáza, zajišťuje přeměnu 4-kumaroyl-CoA na resveratrol; U bakterií Photorhabdus se vyskytuje alternativní bakteriální syntéza stilbenoidů řízená ketosyntázou, přičemž vzniká 3,5-dihydroxy-4-isopropyl-trans-stilben; lze ji využít k získání antibiotik.^[2]

• Biosyntézy kumarinů se účastní enzym skopoletinglukosyltransferáza, který přeměňuje skopoletin na skopolin

4-kumaroyl-CoA se může spojit s malonyl-CoA za vzniku základní struktury flavonoidů, skupiny sloučenin nazývaných chalkonoidy, které obsahují dvě fenylová jádra. Naringenin-chalkonsyntáza katalyzuje následující přeměnu:

3-malonyl-CoA + 4-coumaroyl-CoA → 4 CoA + naringeninchalkon + 3 CO₂

Konjugačním uzavíráním kruhů chalkonů se tvoří flavonoidy, sloučeniny obsahující flavonovou strukturu složenou ze tří cyklických jader.

• Enzym kafeát 3,4-dioxygenáza přeměňuje 3,4-dihydroxy-trans-cinamát (kyselinu kávovou) působením kyslíku na 3-(2-karboxyethenyl)-cis,cis-mukonát.