Pri peritoneálnej dialýze sa používa tzv. peritoneálny katéter – mäkká a ohybná hadička, o niečo hrubšia ako slamka, ktorá je jednoduchým chirurgickým zákrokom zavedená do spodnej časti brušnej oblasti. Druhá strana hadičky je vyvedená najčastejšie na ľavú stranu od pupku. Katéter zostáva stále na svojom mieste a mimo procedúry dialýzy je ukrytý pod odevom.
Procedúra peritoneálnej dialýzy prebieha tak, že si pacient do brušnej dutiny cez tento katéter pomaly napustí väčšinou dva litre dialyzačného roztoku a odpadové látky z krvi prejdú do tohto roztoku cez membránu - pobrušnicu (peritoneum). Táto tenká blana vystiela brušnú dutinu, pokrýva jej orgány a je veľmi dobre prekrvená. Odpadové látky tak môžu ľahko prenikať z krvi do napusteného dialyzačného roztoku v brušnej dutine.
Prechod odpadových látok a prebytočnej vody do dialyzačného roztoku prebieha neustále. Po určitom čase sa dialyzačný roztok (spolu s prebytočnou vodou a odpadovými látkami) opäť vypustí cez katéter von. Peritoneálna dialýza pokračuje, keď sa vypustená tekutina nahradí čerstvou tekutinou. Tento proces nahradenia použitého roztoku čerstvým dialyzačným roztokom sa nazýva výmena. Výmena sa opakuje niekoľkokrát denne, zvyčajne 4 krát.
Dialyzačný roztok má špeciálne zloženie, aby nasával z krvného obehu prebytočnú vodu a aby pacienta, ktorému obličky prestávajú tvoriť moč, zbavoval tekutín, ktoré v priebehu dňa vypije. To všetko robí v pohodlí domova a bez nutnosti napojovania sa na mimotelový obeh. Naviac, vďaka modernému prístrojovému vybaveniu môže peritoneálna dialýza prebiehať i automaticky počas nočného spánku.
Časy výmen dialyzačného roztoku sa dajú upraviť podľa pacientovho denného rozvrhu, alebo si pacient môže výmeny prevádzať v priebehu noci za pomoci prístroja. Počas dňa má potom kľud a môže sa venovať iným činnostiam alebo chodiť do zamestnania či do školy.