विस्फोट के दबाव की घटना के बिंदु से अधिकतम दहन तापमान की घटना के बिंदु तक की अवधि मुख्य दहन चरण है।
इस चरण की विशेषता यह है कि ईंधन इंजेक्शन समाप्त हो गया है, इस अवधि के दौरान अधिकांश ईंधन जला दिया जाता है, कुल गर्मी का लगभग 80% जारी किया जाता है, और गैस का तापमान उच्चतम बिंदु तक बढ़ जाता है। हालांकि, पिस्टन के नीचे की ओर आंदोलन के कारण, सिलेंडर की मात्रा बढ़ जाती है, इसलिए सिलेंडर में दबाव बहुत अधिक नहीं बदलता है। तेल की आपूर्ति इस स्तर पर समाप्त हो जाती है।