การสร้างดีเอ็นเอสายใหม่ (Elongation) เมื่อดีเอ็นเอทั้งสองสายแยกจากกันแล้ว DNA polymerase III จะเข้ามาตรงจุดแยกเพื่อสร้างดีเอ็นเอสายใหม่ เนื่องจาก DNA pol III มีคุณสมบัติในการสร้างดีเอ็นเอสายใหม่จาก 5′ ไป 3′ เท่านั้น ซึ่งต้องการแม่แบบที่เป็นสาย 3′ ไป 5′ แต่ดีเอ็นเอแม่แบบมีทั้งที่เป็น 3′ ไป 5′ และ 5′ ไป 3′ ดังนั้น การสร้างสายดีเอ็นเอจึงแบ่งเป็น 2 แบบดังนี้
สายต่อเนื่อง (Leading strand) คือสายที่ดีเอ็นเอแม่แบบเป็น 3′ ไป 5′ ในสายนี้ DNA polymerase III จะสร้างดีเอ็นเอสายใหม่ได้อย่างต่อเนื่อง เริ่มต้นโดย Primase สร้างไพรเมอร์ที่เป็นอาร์เอ็นเอสายสั้นๆ ขนาด 10 – 26 นิวคลีโอไทด์ เข้ามาจับกับดีเอ็นเอตรงจุดแยก จากนั้น DNA polymerase III จะเติม dNTPs เข้ามาในทิศทาง 5′ ไป 3′ ไปเรื่อยๆ
สายไม่ต่อเนื่อง (Lagging strand) เนื่องจากสายนี้ดีเอ็นเอแม่แบบเป็น 5′ ไป 3′ การสร้างดีเอ็นเอเป็นสายยาวไปทีเดียวจึงเกิดขึ้นไม่ได้ แต่จะใช้วิธีให้สายดีเอ็นเอโค้งงอผ่าน DNA pol III เพื่อให้ DNA polymerase III สร้างดีเอ็นเอสายใหม่ในทิศทาง 5′ ไป 3′ เป็นชิ้นเล็กๆ เรียกชิ้นเล็กๆนี้ว่าชิ้นส่วนโอคาซากิ (Okazaki fragment) โดย Primase สร้างไพรเมอร์ที่เป็นอาร์เอ็นเอสายสั้นๆ สำหรับการสร้างชิ้นส่วนโอคาซากิแต่ละชิ้น หน่วยย่อยเบตาของ DNA polymerase III จะเข้ามาจับที่ไพรเมอร์และเชื่อมต่อกับ DNA polymerase III เมื่อหมดชิ้นจะสร้างชิ้นใหม่ หน่วยย่อยเบตาอันเดิมจะหลุดไป หน่วยย่อยเบตาอันใหม่จะเข้ามาจับกับไพรเมอร์อันต่อไป เป็นเช่นนี้ไปเรื่อยๆ
การตรวจสอบ ส่วนของไพรเมอร์ที่เป็นอาร์เอ็นเอจะถูกตรวจสอบด้วย DNA polymerase I และสร้างดีเอ็นเอซ่อมแซมส่วนที่ตัดออกไป จุดขาดที่เกิดขึ้นบนสายดีเอ็นเอ เนื่องจาก DNA polymerase I ไม่ได้ต่อพันธะฟอสโฟไดเอสเทอร์ตรงปลาย 5′ ของจุดตัดจะถูกเชื่อมด้วย ดีเอ็นเอไลเกส โดยสายต่อเนื่องจะตัดครั้งเดียว ส่วนสายไม่ต่อเนื่องจะตัดไพรเมอร์ของชิ้นส่วนโอคาซากิทุกชิ้น
การสิ้นสุด (Termination) ระหว่างจุดเริ่มต้นแต่ละแห่งจะมีจุดสิ้นสุดของเรพลิเคชันอยู่ด้วย มีขนาด 20 คู่เบส เรียกว่า ter sequence ซึ่งจะมีโปรตีนที่จดจำตำแหน่งนี้เข้ามาจับเพื่อบอกให้ DNA polymerase III รู้ว่าจำลองดีเอ็นเอมาครบรอบแล้ว
ยูคาริโอต
การจำลองตัวเองในยูคาริโอตมีความซับซ้อนกว่า โดยจุดเริ่มต้นนั้นจะมีโปรตีนที่จดจำตำแหน่งนี้โดยเฉพาะเข้ามากระตุ้นให้ดีเอ็นเอคลายตัว DNA polymerase มีหลายชนิด โดยในนิวเคลียสใช้ DNA polymerase α และ DNA polymerase δ โดย DNA polymerase α ทำหน้าที่คล้าย DNA polymerase III ในโปรคาริโอต DNA polymerase δ ทำหน้าที่คล้ายหน่วยเบตาของ DNA polymerase III และ DNA polymerase ε ทำหน้าที่คล้าย DNA polymerase I ในโปรคาริโอต การสิ้นสุดเรพลิเคชันในยูคาริโอต เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์โครงสร้างพิเศษที่เรียกเทโลเมียร์ที่ตอนปลายของโครโมโซม
