El mecanismo es similar a las deshidrataciones
catalizadas por ácido sulfúrico. El ácido sulfúrico protona el grupo hidroxilo del ácido nítrico,
haciendo que se desprenda una molécula
de agua y formando un ión nitronio.
El ácido nítrico no es el electrófilo, es un ión
nitronio formado por la protonación y la deshidratación de HNO3 por H2SO4.
La especie atacada por el benceno es el ión nitronio. La pérdida de un protón por parte del complejo sigma
produce nitrobenceno.