Після складання і встановлення приладу, аналогічно простій перегонці , з дефлегматора виймають термометр, уставляють лійку (кінець її трубки має знаходитися нижче відводу дефлегматора) і наливають суміш для перегонки. У колбу вміщують декілька «кип'ятильників». Нагрівання колби регулюють таким чином, щоб дистилят надходив у приймач зі швидкістю 30—40 крапель за хвилину.
Суміш переганяють, збираючи кілька фракцій (зазвичай три), що киплять у заздалегідь заданому інтервалі температур. Його частіше встановлюють після пробної перегонки, що використовується для визначення всього інтервалу температур кипіння суміші. Потім цей інтервал ділять на три рівні частини, що відповідають температурам відбору фракцій при первинній перегонці. При досягненні верхньої межі температурного інтервалу першої фракції змінюють приймач. Не припиняючи нагрівання, продовжують збирати наступну фракцію в другий приймач. Перегонку і збір останньої фракції поточної розгонки припиняють, коли в перегінній колбі залишиться 2—3 мл рідини. Потім першу фракцію піддають новій перегонці, відганяючи з неї одну чи дві більш вузькі фракції (друга розгонка). При цьому перегонку ведуть доти, поки температура парів не досягне верхньої межі, що була відзначена при первісній перегонці цієї фракції. Прилад охолоджують, у перегінну колбу до отриманого залишку після повторної перегонки першої фракції додають середню фракцію першої розгонки і продовжують перегонку. Після досягнення верхньої температурної межі першої фракції змінюють приймач і продовжують перегонку до досягнення максимальної температури другої фракції. Прилад охолоджують, у перегінну колбу до залишку додають третю фракцію першої розгонки і продовжують розгонку в окремі приймачі, відповідно збирають фракції після досягнення верхньої межі другого і третього температурних інтервалів. Після закінчення вторинної розгонки кількість першої і третьої фракцій значно збільшується.
Фракційна перегонка дуже трудомістка, зв'язана з великими втратами речовин (до 20 \%), дозволяє розділяти суміш речовин лише з достатньою різницею в температурах кипіння. Саме тому часто використовують більш ефективну фракційну перегонку з використанням ректифікаційних колонок.
Ректифікація — спосіб розділення й очищення речовин багаторазовою дистиляцією при протитечії пари і рідини з частковим поверненням
дистиляту. Вона здійснюється в спеціальних колонках при сталих масо- і теплообміні.
По всій довжині ректифікаційної колонки в умовах температурного перепаду створюється ряд фазових рівноваг між стікаючим назад у перегінну колбу конденсатом і парою, що піднімається догори. Висококиплячий компонент конденсується з пари, а низько-киплячий випаровується з флегми. Вихідна пара, що має в собі майже чистий низькокиплячий компонент, конденсується. Частина конденсату відводиться у вигляді дистиляту, а частина повертається у вигляді флегми на зрошування колонки.
Ректифікація дозволяє розділяти рідини, що відрізняються за температурою кипіння від 1 °С на ефективних промислових установках і до 10 °С — на звичайних лабораторних колонках. Вона менш трудомістка, здійснюється на одному приладі й у вигляді однієї операції
