In de medullaire verzamelbuizen wordt de uiteindelijke urine gevormd. Hoewel hier minder dan 10% van al het gefilterde natrium en water wordt gereabsorbeerd, spelen de medullaire verzamelbuizen een belangrijke rol bij het bepalen van de definitieve hoeveelheid opgeloste stoffen en water in de urine. Daarnaast zijn de cellen in dit segment permeabel voor ureum en wordt nog enig ureum gereabsorbeerd.
Het antidiuretisch hormoon reguleert ë net als in het late segment van de distale tubulus en de corticale verzamelbuizen – de permeabiliteit voor water in de medullaire verzamelbuizen. Hoge spiegels ADH in het bloed verhogen de doorlaatbaarheid voor water. Het resultaat is de vorming van meer geconcentreerde urine.
Ten slotte zorgen de medullaire verzamelbuizen voor de secretie van waterstofionen naar het tubulaire lumen wanneer het lichaam een te hoge concentratie waterstofionen bevat. Op deze manier draagt dit deel van de verzamelbuizen bij aan de regulatie van de zuur-base balans in het lichaam.