A NAT túlterhelés folyamata ugyanaz, akár készletbeli címeket, akár egyetlen címet használunk. Folytatva a korábbi PAT-példát, a PC1 kommunikálni akar az Svr1 webszerverrel egy nyilvános IPv4-címet használva. Ugyanabban az időpontban egy másik kliens, a PC2 hasonló munkamenetet kíván létrehozni az Svr2 webszerverrel. Mind a PC1, mind a PC2 privát IPv4-címmel van beállítva, az R2-n pedig engedélyezve van a PAT.
A PC-től a szerverig tartó folyamat
1. Az 1. ábra mutatja mind a PC1-et, mind a PC2-t, amint csomagokat küldenek az Svr1 és az Svr2 felé. A PC1 IPv4-forráscíme 192.168.10.10, a TCP forrásportja pedig 1444. A PC2 IPv4-forráscíme 192.168.10.11, és véletlenül ugyanazt a forrásportot, az 1444-et használja.
2. Először a PC1 csomagja éri el az R2-t. A PAT használatakor az R2 az IPv4-forráscímet 209.165.200.225-re (belső globális cím) módosítja. Nincs más eszköz a címfordítási táblában, ami az 1444-es portot használná, így a PAT megtartja ugyanazt a portszámot. A csomag ezután továbbítódik a 209.165.201.1 címen található Svr1 felé.
3. Ezután a PC2 csomagja éri el az R2-t. A PAT úgy van beállítva, hogy a 209.165.200.225 belső globális IPv4-címet használja minden fordításhoz. Hasonlóan a PC1 fordítási folyamatához, a PAT megváltoztatja a PC2 IPv4-forráscímét a 209.165.200.225 belső globális címre. Azonban a PC2 ugyanazzal a forrásporttal rendelkezik, mint egy jelenlegi PAT-bejegyzés a PC1 fordításához. A PAT addig növeli a forrásport számát, amíg az egyedi érték nem lesz a táblázatban. Ebben az esetben a címfordítási táblában lévő forrásport-bejegyzés és a PC2-höz tartozó csomag is az 1445-öt kapja.
Bár a PC1 és a PC2 ugyanazt a lefordított címet használja (a 209.165.200.225 belső globális címet), és ugyanaz a forrásport száma is (1444), de a PC2 címfordítási táblán belül módosított portszáma (1445) mégis minden bejegyzést egyedivé tesz. Ez nyilvánvalóvá válik azoknál a csomagoknál, amelyeket a szerver visszaküld az klienseknek.
A szervertől a PC-ig tartó folyamat
4. Amint a 2. ábrán látható, egy tipikus kliens-szerver adatcsere esetén a Svr1 és az Svr2 reagál a PC1-től és a PC2-től kapott kérésekre. A szerverek a kapott csomagban lévő forrásportot használják célportként, a forráscímet pedig a célállomás címeként a visszatérő forgalomban. A szerverek számára úgy tűnik, mintha ugyanazzal a géppel, a 209.165.200.225-tel kommunikálnának; azonban nem ez a helyzet.
5. Ahogy a csomagok megérkeznek, az R2 megkeresi az egyedi bejegyzéseket a címfordítási táblában, felhasználva a célcímet és a célportot minden csomag esetében. Az Svr1-től érkező csomag esetében a 209.165.200.225 IPv4-célcím többször is be van jegyezve, de csak az egyiknél 1444 a célport értéke. A táblázatban lévő bejegyzés segítségével az R2 megváltoztatja a csomag IPv4-célcímét 192.168.10.10-re, így nincs szükség a célport megváltoztatására. A csomagot ezután továbbítja a PC1 felé.
6. Amikor az Svr2 csomagja érkezik meg, az R2 hasonló fordítást végez. A 209.165.200.225 IPv4-célcím ismét több bejegyzésben megtalálható. Viszont az 1445-ös célporttal az R2 képes egyedileg azonosítani a fordítási bejegyzést. Az IPv4-célcím 192.168.10.11-re változik. Ebben az esetben a célportot is módosítani kell, vissza az eredeti 1444-es értékre, amely a címfordítási táblában szerepel. A csomagot ezután továbbítja a PC2 felé.