DHCP nélkül a felhasználóknak hálózatra csatlakozáskor manuálisan kellene megadniuk az IP-címet, az alhálózati maszkot és egyéb hálózati beállításokat. A DHCP-szerver egy IP-címkészletet kezel, és ad bérbe belőle egy címet bekapcsoláskor bármely DHCP-képes kliensnek. Mivel az IP-címek dinamikusak (béreltek), ellentétben a statikus címzéssel (állandó hozzárendelés), a már nem használt címek újbóli kiosztásra automatikusan visszakerülnek a készletbe. Amint az ábra mutatja, amikor egy DHCP-re konfigurált eszköz elindul vagy csatlakozik a hálózatra, a kliens egy szórásos DHCP-felfedező (DHCPDISCOVER) üzenetet küld szét, hogy egy a hálózaton elérhető DHCP-szervert találjon. A DHCP-szerver egy DHCP-ajánlás (DHCPOFFER) üzenettel válaszol, amely a kliensnek felajánl egy címbérletet. Az ajánlat tartalmazza a kiosztott IP-címet és alhálózati maszkot, a DNS-szerver IP-címét, valamint az alapértelmezett átjáró IP-címét. Az ajánlott címbérlet tartalmazza még bérlet időtartamát is.
A kliens több DHCPOFFER üzenetet is kaphat, amennyiben egynél több DHCP-szerver is van a helyi hálózaton. Ezért választania kell közülük, majd a kliens egy DHCP-igénylés (DHCPREQUEST) üzenetet küld az elfogadott bérleti ajánlatra az azt kibocsátó szervernek. Egy kliens dönthet úgy is, hogy egy olyan címet kér, amelyet a szerver egyszer korábban már kiosztott neki.
Abban az esetben, ha a kliens által megigényelt vagy a szerver által kiajánlott IP-cím továbbra is rendelkezésre áll, a szerver egy DHCP-nyugta (DHCPACK) üzenettel válaszol, amely visszaigazolja a kliensnek a bérlet véglegesítését. Ha az ajánlat már nem érvényes egy esetleges időtúllépés miatt, vagy mert egy másik kliens már megkapta a címbérletet, akkor a kiválasztott szerver egy negatív DHCP-nyugta (DHCPNAK) üzenettel válaszol. Amennyiben egy DHCPNAK-üzenet érkezik vissza, akkor a kérelmezési folyamatot újra kell kezdeni egy DHCPDISCOVER üzenet kiküldésével. Miután a kliens megszerezte a címbérletet, a bérleti idő lejártakor azt egy újabb DHCPREQUEST üzenettel meg kell újítania.
Az IP-címek egyediségét a DHCP-szerver biztosítja (ugyanazt az IP-címet nem lehet párhozamosan két hálózati eszközhöz hozzárendelni). A DHCP használata lehetővé teszi, hogy a hálózati rendszergazdák a kliensek IP-címeit könnyen, a kliensek manuális módosítása nélkül újrakonfigurálhassák. A legtöbb internetszolgáltató DHCP-t használ a statikus címet nem igénylő előfizetőik címkiosztásához.