Después de que la mezcla de aire y combustible arde, ya sea por el salto de una chispa en los motores de gasolina o por la alta compresión en los motores Diesel, un incremento de presión causado por la dilatación del gas fuerza a que el pistón baje de nuevo desde el PMS al PMI. Los gases quemados se expanden en la parte interna del cilindro y la fuerza producida hace que el pistón transmita su movimiento por medio de la biela hacia el cigüeñal. Esta es la fase "activa" del ciclo, o sea, en la única en que produce trabajo, y en el transcurso de ella las dos válvulas se mantienen cerradas.