已证明嗜酸性粒细胞在体内具有抗寄生虫感染的功能。它能将细菌、真菌或无活性的颗粒摄入吞噬泡进行消化。其颗粒通过膜融合与吞噬泡结合，随之其内含物释放入吞噬泡中。当遇到太大的目标物不能吞噬、产生“无效吞噬”时，嗜酸性粒细胞的颗粒内含物就分泌到它们的表面进行破坏。许多蠕虫的幼体即通过这种方式被杀死。它对一般寄生虫细胞的杀死是通过抗体和补体介导的，其对血吸虫的杀伤则是通过释放颗粒蛋白质起作用。嗜酸性粒细胞可粘住寄生虫，并把其毒性的颗粒内含物直接注入寄生虫。事实上嗜酸性粒细胞在防御中的主要功能是杀灭某些寄生虫。嗜酸性粒细胞增多症患者的嗜酸性粒细胞在体外显示有较强的杀死血吸虫的能力。
嗜酸性粒细胞有两种主要功能：一是作为抵抗寄生虫幼体感染的主要防御机构，二是调节超敏反应。研究抗嗜酸性粒细胞血清使嗜酸性粒细胞耗竭的动物和嗜酸性粒细胞数被控制的动物受寄生虫（血吸虫幼虫和成年蠕虫）感染的状况，发现前者的寄生虫数量远比后者多得多。体外研究表明，在补体存在时，嗜酸性粒细胞有独特的通过释放颗粒内含物来破坏和杀死血吸虫、旋毛幼虫和其他寄生虫的能力。
中性粒细胞和单核细胞也能杀死幼体寄生虫，但它们主要是通过氧化机制。倘若有补体或抗体存在时，嗜酸性粒细胞则可通过释放颗粒内含物于寄生虫表面，以这种特有的方式杀死寄生虫。
现认为嗜酸性粒细胞-IgE-肥大细胞轴心代表了宿主抵抗组织中吞噬细胞不能吞噬的、大的寄生虫的特异免疫系统。虽然中性粒细胞和巨噬细胞系统也包括在内，但嗜酸性粒细胞似乎更专职于防御寄生虫。
嗜酸性粒细胞集落刺激因子也能激活该细胞，其中之一的嗜酸性粒细胞激活因子（EAF）是由黏性单核细胞（但不是T淋巴细胞）衍生的一种因子，现已被部分纯化，其虽然由嗜酸性粒细胞释放并破坏正常或肿瘤细胞，但嗜酸性粒细胞在肿瘤细胞溶解中的作用尚未肯定。嗜酸性粒细胞在消除某些过敏反应方面也有功能作用，它还能中和组胺并产生一种称作“嗜酸性粒细胞衍生抑制物（EDI）”的物质。据此，可以抑制肥大细胞的脱颗粒作用。该物质的性能可能与PGE1和PGE2相类似。前列腺素可提高肥大细胞cAMP的水平，并抑制该细胞的脱颗粒作用。在嗜酸性粒细胞中含量很高的芳香硫酸酯酶的作用尚未定论。虽然慢反应物质（SRS-A）的组分现已知主要是LTC4、CTD4和LET4，嗜酸性粒细胞可以对其抑制，但却很可能通过产生次氯酸，而不是通过芳香硫酸酯酶的水解作用来介导。
