Il meccanismo della solfonazione avviene con le seguenti fasi:
Fase 1. Attacco del benzene al triossido di zolfo
Fase 2. Recupero dell'aromaticità per perdita di un protone.
Il meccanismo di solfonazione è reversibile, il che consente di eliminare il gruppo -SO 3 H mediante trattamento con acido solforico acquoso. Questa proprietà viene utilizzata per proteggere le posizioni del benzene, occupandole con il gruppo -SO 3 H.
