（1）5-磷酸核糖生成 6-磷酸葡萄糖在6-磷酸葡萄糖脫氫酶和6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶相繼催化下，經2次脫氫和1次脫羧，生成2分子NADPH+H 和1分子CO2后生成5-磷酸核酮糖，5-磷酸核酮糖經異構酶催化轉變為5-磷酸核糖。
（2）基團移換反應 此階段由4分子5-磷酸木酮糖和2分子5-磷酸核糖在轉酮基酶、轉醛基酶催化下，通過一系列反應，最后生成4分子6-磷酸果糖和2 分子3-磷酸甘油醛。2分子3-磷酸甘油醛可縮合成1分子6-磷酸果糖。綜上所述，1分子6-磷酸葡萄糖經磷酸戊糖途徑氧化，需5 分子6-磷酸葡萄糖伴行，最后又生成5分子6-磷酸葡萄糖，實際消耗1分子6-磷酸葡萄糖。
磷酸戊糖途徑中的限速酶是6-磷酸葡萄糖脫氫酶，此酶活性受NADPH+H濃度影響，NADPH+H 濃度增高時抑制該酶活性，因此磷酸戊糖途徑的代謝速度主要受細胞內NADPH+H 需求量的調節。