Торцы рельсов фрезеруют двусторонней фрезой и плотно сжимают прессом. Затем сразу же производят зачеканку по всему периметру стыка.
На стык устанавливают формы. Заливку в зону сварки жидких продуктов термитной реакции производят через край тигля, представляющего собой металлический ковш, футерованный магнезитом и лишенный нижнего выпускного отверстия, причем сначала сливают шлак, а затем термитную сталь.
Температура стыка в начале процесса равна температуре наружного воздуха, а температура жидкого шлака превышает 2500°.
Из-за огромного перепада температур шлак, обволакивающий стык рельсов, быстро теряет тепло и при температуре ниже 2050° переходит в твердое стеклообразное состояние, покрывая стык шлаковой коркой толщиной до 4 мм.
Поступающий из тигля металл как более тяжелый вытесняет из нижней части форм оставшийся жидкий шлак, который всплывает наверх.
Так как перегретая жидкая сталь значительно теплопроводнее шлака, она через шлаковую пленку начинает интенсивно отдавать свое тепло рельсовому стыку.
Через 3—4 мин. стык нагревается до температуры 1400—1450°, затем производят осадку его сжимным прессом. Так заканчивается процесс сварки. После этого сбивают формы и удаляют металлический облив, который плотно охватывает стык, но благодаря шлаковой корке, покрывающей его, к последнему не приваривается.
Вследствие большого перегрева стыка во время сварки происходит значительный рост зерна — образуется манштедтова структура. Поэтому стыки, выполненные кузнечным способом, необходимо подвергнуть термической обработке.
Кузнечный способ сварки стыков рельсов из-за сложности технологического процесса и низких прочностных данных в настоящее время применяется крайне редко.