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体外循环是在麻醉医生、外科医生、灌注师、手术室护士的共同合作下建立和完成的。在体外循环开始之前，灌注师必须做充分的准备，包括对于体外循环设备的检查、体外循环管路系统的安装、排气预冲等。病人全麻后，外科医生正中开胸，分离出上下腔静脉、升主动脉，然后麻醉医生会进行患者的全身肝素化。当抗凝指标达到标准以后，外科医生会在升主动脉及上下腔静脉置管，并与体外循环管道相连接，然后发出开始体外循环的指令。同时，灌注师会打开静脉的控制钳，开启氧合器的气源，并开动人工心肺机上的动脉灌注泵，逐渐把灌注的流量加到全流量，然后进行患者的血流降温。当患者的体温达到目标温度时，外科医生会阻断升主动脉，让体外循环灌注师灌注心肌保护液。心肌保护液经体外循环中的一个心肌保护泵和灌注装置，打到患者的升主动脉根部，经过患者自身的冠状动脉系统，输送到心肌组织中，使心脏的跳动变缓，停止下来，心电图显示为一条直线后，外科医生便在静止的心脏上进行心内操作，操作结束以后，会告知灌注师全身复温、血流复温。血流复温以后，就会开启升主动脉的阻断钳，让心脏的血流恢复供应，可以重新跳动起来。当灌注师将患者的体温恢复到一定的程度，即心脏主动脉开放，辅助时间达到预期时间后，复查血气、电解质水平、血压、心电图的心脏活动等，若情况较满意，外科医生、麻醉医生和灌注师会达成共识，准备撤机。一旦决定撤机后，灌注师就会减少静脉的引流，同时减低动脉的灌注流量，然后逐步钳夹静脉的引流，停止动脉输血泵，体外循环结束，然后外科医生拔出心脏的各种插管，逐层关胸，完成手术。