Por acção de enzimas específicas, as duas cadeias separam-se uma da outra em locais específicos ao longo da molécula, havendo ruptura das ligações hidrogénio.
Cada uma das cadeias originais serve de molde à formação de uma cadeia complementar, sendo utilizados nucleótidos que existem no meio.
De acordo com a regra de complementariedade das bases, formam-se duas novas cadeias de desoxirribonucleótidos. Estas novas cadeias são complementares das cadeias originais, sendo cada uma antiparalela em relação à que lhe serve de molde.
No processo de replicação semiconservativa, cada uma das cadeias formadas é uma réplica de uma das cadeias originais. Assim, as novas moléculas de DNA são idênticas às moléculas originais, sendo cada uma portadora de uma cadeia antiga e de uma cadeia recém-formada.
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