El període des del punt d'aparició de la pressió d'explosió fins al punt d'aparició de la temperatura màxima de combustió és l'etapa de combustió principal.
La característica d'aquesta etapa és que la injecció de combustible s'ha acabat, la major part del combustible es crema durant aquest període, s'allibera al voltant del 80 per cent de la calor total i la temperatura del gas augmenta fins al punt més alt. Tanmateix, a causa del moviment cap avall del pistó, el volum del cilindre augmenta, de manera que la pressió al cilindre no canvia gaire. El subministrament de petroli acaba en aquesta etapa.