V první fázi mitosy se chromosomy v jádře buňky zkracují (spiralizují). V optickém mikroskopu je patrné seskupování hrudek chromatinu do vláknitých útvarů. Na konci prvé fáze se rozpadá jaderná membrána a mizí jadérko. Centriola se zdvojí a dvojice dělících tělísek putují k opačným pólům buňky. Vytváří se i dělící vřeténko. Buňka se zakulacuje.

Ve druhé fázi se chromosomy napojují na mikrotrubičky dělícího vřeténka a seskupují se v rovníkové rovině buňky. Chromosomy se podélně štěpí a dva dceřinné chromosomy zůstávají spojeny v místě centromery.

Ve třetí fázi jsou rozdělené chromosomy přitahovány smršťováním mikrotrubiček dělícího vřeténka k pólům buňky.

Čtvrtá fáze má opačný průběh než fáze prvá. Chromosomy seskupené v pólech buňky se prodlužují (despiralizují), vytváří se jaderná membrána a jadérko. Dělící vřeténko mizí. Buňka se zaškrcuje až se rozdělí na dvě dceřinné buňky. Organely se do nových buněk rozdělují náhodně. Obnovuje se struktura buňky i její charakteristický tvar a funkce.

Průběh mitosy je plynulý a uvedené rozdělení slouží pouze k lepšímu pochopení celého procesu mitosy.

Látky, které blokují buněčné dělení, označujeme jako cytostatika. V medicíně se užívají k zástavě nekoordinovaného buněčného dělení, tj. především k léčení nádorového onemocnění. Cytostatika poškozují i zdravé buňky!