Στην πρώτη φάση της φαγοκυττάρωσης ο μικροοργανισμός περιβάλλεται από ψευδοπόδια που δημιουργούνται από τον πολυμερισμό και αποπολυμερισμό των νηματίων της ακτίνης. Στη συνέχεια τα ψευδοπόδια συνενώνονται μεταξύ τους, περικλείοντας το μικροοργανισμό εντελώς μέσα σε ένα ενδοκυτταρικό κυστίδιο, το φαγόσωμα (Σχηματική παράσταση 2) . Κατά την φαγοκυττάρωση το φαγόσωμα αρχικά συγχωνεύεται με τα ειδικά κοκκία, με αποτέλεσμα η απελευθέρωση του περιεχομένου τους να προκαλεί την ελάττωση του pH (μικρότερο του 4,0) εντός του φαγοσώματος, η οποία από μόνη της μπορεί να προκαλέσει την καταστροφή πολλών βακτηρίων. Επίσης η λακτοφερρίνη των ειδικών κοκκίων ενώνεται με το Fe (έτσι τα βακτήρια δεν μπορούν να τον χρησιμοποιήσουν), η δε λυσοζύμη καταστρέφει το βακτηριακό τοίχωμα. Κατόπιν, τα αζουρόφιλα κοκκία συγχωνεύονται με το φαγόσωμα και τα ένζυμά τους (όξινες υδρολάσες, μυελοπεροξειδάση) σκοτώνουν και αποδομούν τα βακτήρια εάν δεν έχουν ήδη νεκρωθεί.
Τα ουδετερόφιλα εκτός από την ενζυμική αποδόμηση των μικροοργανισμών έχουν την ικανότητα να προβαίνουν σε απότομη αύξηση της χρήσης Ο 2 , μια διεργασία γνωστή ως αναπνευστική έκρηξη. Έτσι, κατά τη φαγοκυττάρωση η ενζυμική αναγωγή του οξυγόνου από μια μεμβρανική οξειδάση, την οξειδάση της αναπνευστικής έκρηξης ( RBO - respiratory burst oxidase ), προκαλεί την παραγωγή ανιόντων υπεροξειδίου (Ο - 2 ) και υπεροξειδίου του υδρογόνου (Η 2 Ο 2 ). Οι παραπάνω ουσίες μαζί με τη μυελοϋπεροξειδάση, τα ιόντα αλογόνου ( Cl - , I - ), τις δραστικές οξειδωτικές ομάδες του υποχλωριώδους (Ο Cl - ) και το όξινο περιβάλλον του φαγοσώματος αποτελούν ένα ισχυρό κυτταροτοξικό σύστημα εναντίον των παθογόνων μικροοργανισμών. Η καταστροφή του ξένου σωματιδίου συνδέεται με το σχηματισμό του υπολειμματικού σωματίου, το οποίο περιέχει το αποδομημένο υλικό. Τα ουδετερόφιλα παράγουν επίσης λευκοτριένες από αραχιδονικά οξέα της κυτταρικής τους μεμβράνης για να υποβοηθήσουν την έναρξη της φλεγμονώδους αντίδρασης.
Επειδή η φαγοκυττάρωση είναι μια ενεργο-εξαρτώμενη λειτουργία και χρησιμοποιεί όλα τα αποθέματα γλυκογόνου, τα ουδετερόφιλα πεθαίνουν σύντομα μετά απ΄αυτήν. Τα λυσοσωματικά ένζυμα που απελευθερώνονται στον εξωκυττάριο χώρο, μετά από το θάνατο των ουδετερόφιλων, προκαλούν ρευστοποίηση των γειτονικών ιστών. Το άθροισμα των νεκρωμένων ουδετερόφιλων, του υγρού των ιστών και του μη φυσιολογικού υλικού αποτελούν το πύον.