Ahogy az 1. ábrán is látható, a DHCPv4 kliens/szerver módban működik. Ha egy kliens kommunikációt folytat egy DHCPv4-szerverrel, a szerver egy IPv4-címet oszt ki vagy ad bérbe a kliensnek. A kliens ezzel a bérelt IP-címmel kapcsolódik a hálózatra, amíg a bérleti idő le nem jár. A bérleti idő meghosszabbításához a kliensnek rendszeres időközönként fel kell keresnie a DHCP-szervert. Ez a bérleti mechanizmus garantálja, hogy az elköltöztetett vagy kikapcsolt kliensek ne tartsák meg azokat a címeket, amelyekre már nincs szükségük a továbbiakban. A bérleti idő lejárta után a DHCP-szerver gondoskodik arról, hogy a cím visszakerüljön a szükség szerint ismételten kiosztható címek készletébe.
A bérlet indítása
Amikor a kliens elindul (vagy más módon kapcsolódik a hálózathoz), egy négy lépésből álló folyamattal kezdeményezi a bérleti jog megszerzését. Ahogy a 2. ábrán is látható, a kliens egy szórásos DHCP-felfedező (DHCPDISCOVER) üzenet szétküldésével kezdi meg a folyamatot, amelyben szerepel a saját MAC-címe. Ennek célja, hogy megtalálja a hálózaton elérhető DHCPv4-szervereket.
DHCP-felfedezés (DHCPDISCOVER)
A DHCPDISCOVER üzenettel deríthetők fel a hálózatban működő DHCPv4-szerverek. Mivel a kliens nem rendelkezik érvényes IPv4-információval induláskor, a szerverrel való kommunikációhoz 2. rétegbeli és 3. rétegbeli szórási címeket használ.
DHCP-ajánlás (DHCPOFFER)
Amikor a DHCPv4-szerver DHCPDISCOVER üzenetet kap, lefoglal egy rendelkezésre álló IPv4-címet, hogy bérbe adja a kliensnek. A szerver egy olyan ARP-bejegyzést is létrehoz, amely a kérést intéző kliens MAC-címéből, valamint a kliens által bérelt IPv4-címből áll. Ahogy a 3. ábrán is látható, a DHCPv4-szerver elküldi a foglalás tényét rögzítő DHCPOFFER üzenetet a kérést intéző kliensnek. A DHCPOFFER üzenet elküldése egyedi címzéssel történik,ahol a forráscím a szerver L2-es MAC-címe, a célcím pedig a kliens L2-es MAC-címe.
DHCP-kérés (DHCPREQUEST)
Ha a kliens DHCPOFFER üzenetet kap a szervertől, akkor egy DHCPREQUEST üzenetet küld vissza a 4. ábrán látható módon. Ez az üzenet használatos a bérlet indításához, illetve megújításához egyaránt. Amennyiben a bérlet indításához használjuk, a DHCPREQUEST egyfajta kötelező érvényű elfogadási értesítésként szolgál a kiválasztott szerver felé, míg az összes többi, foglalást rögzítő szerver felé értelemszerűen elutasítást jelent.
Sok vállalati hálózatban egyszerre több DHCPv4-szervert használnak. A DHCPREQUEST üzenet elküldése szórással történik, amely tájékoztatja a kiválasztott és az összes többi DHCPv4-szervert az ajánlat elfogadásáról.
DHCP-nyugtázás (DHCPACK)
A DHCPREQUEST üzenet megérkezése után a szerver egy, az adott címre küldött ICMP ping segítségével ellenőrzi, hogy az nincs-e már használatban, majd létrehoz egy új ARP-bejegyzést a bérlet tényéről, végül pedig egy egyedi címzésű DHCPACK üzenettel válaszol, az 5. ábrán látható módon. A DHCPACK üzenet tulajdonképpen a DHCPOFFER másolata, különbség csupán az üzenettípus mező értékében van. Amikor a kliens megkapja a DHCPACK üzenetet, naplózza a beállításokat, majd egy ARP-keresést végez a kiosztott címre vonatkozóan. Amennyiben az ARP-kérésre nem érkezik válasz, a kliens tudni fogja, hogy az IPv4-cím érvényes, és sajátjaként kezdi használni.
A bérlet megújítása
DHCP-kérés (DHCPREQUEST)
Ahogy a 6. ábrán is látszik, a bérleti idő lejártával a kliens egy DHCPREQUEST üzenetet küld közvetlenül annak a DHCPv4-szervernek, amely eredetileg kínálta fel az IPv4-címet. Amennyiben egy DHCPACK bizonyos időn belül nem érkezik meg, a kliens szórással egy újabb DHCPREQUEST-et indít, hogy valamelyik másik DHCPv4-szerver meghosszabbítsa a bérleti idejét.
DHCP-nyugtázás (DHCPACK)
A DHCPREQUEST üzenet megérkezése után a szerver egy DHCPACK visszaküldésével erősíti meg a bérleti adatokat, a 7. ábrán látható módon.