O pistão sobe, as válvulas de admissão e de escape estão fechadas. O ar admitido na fase de admissão é comprimido até ocupar o volume da câmara de combustão. Devido à compressão, o ar se aquece. No final da compressão, o bico injetor injeta, finamente pulverizado, o óleo diesel no interior da câmara de combustão.

Nesta fase, o pistão desce, estando a válvula de admissão aberta e a de escape fechada. Ao descer, o pistão cria uma depressão no cilindro. O ar é então forçado pela pressão atmosférica a entrar no cilindro, passando pelo filtro de ar e pela tubulação de admissão.

O pistão desce, acionado pela força de expansão dos gases queimados. As válvulas de admissão e de escape estão fechadas. A força de expansão dos gases queimados é transmitida pelo pistão à biela e desta ao virabrequim, provocando assim o movimento de rotação do motor. A expansão é o único tempo que produz energia, sendo que os outros três tempos consomem uma parte dessa energia. A energia produzida é acumulada pelas massas do virabrequim e do volante.

O pistão sobe, estando a válvula de escape aberta e a de admissão fechada. Os gases queimados são expulsos através da passagem dada pela válvula e escape.