Nelle cellule eucariotiche, la replicazione del DNA si verifica nel nucleo durante la fase S del ciclo cellulare. Il DNA totale della cellula si trova nel nucleo, motivo per cui la replicazione si verifica lì.
La replicazione del DNA avviene in molti passaggi. Innanzitutto, il DNA a doppio filamento deve essere decompresso e separato. Una volta separati, i nucleotidi non accoppiati su ciascun filo fungono da modello per i nuovi nucleotidi che arrivano e si accoppiano. Vengono assemblati nuovi filamenti di nucleotidi, che diventano legati covalentemente ai due singoli filamenti separati del DNA. I nucleotidi si riuniscono in un ordine complementare e si fondono con il DNA a filamento singolo per formare due nuovi filamenti di DNA che possono uscire dalla cellula.