Polysynaptisk refleks , derimot, innebærer overføring av en nerveimpuls gjennom en eller flere interneuroner før de når motorneuronen. Dette resulterer i en lengre responstid, ettersom signalet må passere gjennom flere synapser, som hver introduserer en liten forsinkelse. Refleksbuen til en polysynaptisk refleks består av tre eller flere nevroner:en sensorisk nevron, en eller flere interneuroner og en motorisk nevron.
Responstiden til en refleks er viktig for dens effektivitet for å beskytte kroppen mot skade. For eksempel hjelper kneet rykk-refleksen, som er en monosynaptisk refleks, til å hindre at kneet knekker seg når det plutselig belastes med vekt. Den raskere responstiden til den monosynaptiske refleksen gir en raskere og mer effektiv respons på stimulansen, noe som er avgjørende for å forhindre skade.