Podczas pracy, pod działaniem krzywki na wałek rozrządu pompy wtryskowej paliwa i sprężyny tłoka, tłok jest zmuszony do ruchu posuwisto-zwrotnego w górę i w dół, a następnie zadanie pompowania zostaje zakończone. Proces pompowania można podzielić na trzy następujące okresy.
Proces pobierania oleju
Kiedy występ krzywki obraca się nieznacznie, pod działaniem siły sprężyny tłok przesuwa się w dół, a w górnej przestrzeni tłoka (zwanej komorą olejową pompy) panuje stopień podciśnienia. Kiedy górna powierzchnia końcowa tłoka otwiera otwór wlotowy oleju na tulei tłoka, olej napędowy napełniony kanałem olejowym górnego korpusu pompy olejowej wchodzi do komory olejowej pompy przez otwór olejowy, a tłok przesuwa się do martwego dna pośrodku, kończąc wlot oleju.
Proces dostarczania paliwa
Kiedy wałek rozrządu obraca się, a występ krzywki unosi korpus rolki, sprężyna tłoka jest ściskana, tłok przesuwa się do góry, a paliwo jest sprężane. Część paliwa przepływa z powrotem do górnej komory olejowej korpusu pompy wtryskowej przez otwór olejowy. Gdy górna powierzchnia tłoka zakryje górną krawędź otworu olejowego tulei, ze względu na małą przestrzeń współpracy pomiędzy tłokiem a tuleją (0.0015-0.0025mm), olej z pompy komora na górze tłoka staje się szczelną komorą olejową. Tłok nadal się podnosi, a ciśnienie oleju w komorze olejowej pompy wzrasta. Gdy ciśnienie oleju w pompie jest większe niż siła sprężyny zaworu wylotowego oleju i pozostałe ciśnienie w wysokociśnieniowym przewodzie olejowym, zawór wylotowy oleju zostaje otwarty, a wysokociśnieniowy olej napędowy dostaje się do wysokociśnieniowego przewodu olejowego przez zawór wylotowy oleju i wtryskiwany jest do komory spalania poprzez wtryskiwacz.
Proces oleju powrotnego
Tłok tłoczy olej do góry. Kiedy nachylony rowek (krawędź zasilania zatrzymującego) na tłoku łączy się z otworem powrotnym na tulei, niskociśnieniowy obwód oleju w komorze pompy łączy się z otworem środkowym, otworem promieniowym i nachylonym rowkiem główki tłoka. Ciśnienie oleju nagle spada, a zawór wylotowy zamyka się elastycznie pod działaniem siły sprężyny, stale dostarczając olej. Następnie tłok musi jeszcze przesunąć się w górę. Gdy występ krzywki lekko się obróci, pod działaniem sprężyny tłok ponownie przesuwa się w dół. W tym momencie rozpoczyna się kolejny cykl
