Первоначально, молекула брома (Br2) должна быть разделена на два бромовых радикала (Br•) с помощью фотолиза или другого процесса, который вызывает гомолитический разрыв связи между атомами брома. Каждый бромовый радикал имеет непарный электрон, что делает его очень реакционноспособным.

Затем бромовые радикалы могут реагировать с другим органическим соединением, например, алканом, содержащим C-H связи. Бромовый радикал может атаковать эту C-H связь, образуя радикальный метилбромид и дополнительный бромовый радикал.

Процесс продолжается дальше, где новый бромовый радикал также реагирует с другой C-H связью, образуя еще один радикальный продукт и освободившийся бромовый радикал. Таким образом, цепная реакция радикального замещения распространяется на все более и более молекулы.

Итак, в результате радикального замещения бромовая группа успешно замещается в молекуле алкана новой бромовой группой.