Реакция аналогична перегруппировке Виттига, в которой эфиры альфа-металлов перегруппировывают алкоксиды с образованием вторичных или третичных спиртов после гидролиза. В случае аза-[2,3]-Виттига это альфа-металлированные аллильные третичные амины, которые после гидролиза дают вторичные амины.

Механизм аза-[2,3]-Виттига протекает через согласованный процесс с пятичленным циклическим переходным состоянием в форме оболочки с шестью электронами.