Trois phases sont décisives dans le processus de conception d'un vitrail. Contrairement à d’autres techniques comme la peinture à l’huile, la technique du vitrail laisse peu de place à l’improvisation pendant la réalisation.

-La maquette : indique le tracé des plombs, la coloration des verres, la peinture éventuelle et le passage des armatures métalliques. Elle met en valeur les proportions des pièces les unes par rapport aux autres et par rapport à la taille de la fenêtre (surtout dans le cas des vitreries).

-La coloration : Cette étape détermine l’harmonie des différents verres colorés. On choisit les verres suivant les couleurs de la maquette.

-Les mesures d’un vitrail : un relevé précis de différentes mesures est indispensable à sa réalisation. La précision est de l'ordre du millimètre pour que chaque panneau s'ajuste sans défaut dans son emplacement.

C'est le dessin du motif, réalisé sur du papier bulle. Il est toujours réalisé à la mesure coupe de verre. Le tracé, qui est ensuite calibré, indique alors par ses limites, les limites du verre qui seront entourées par un plomb (le plomb d'entourage) lors du sertissage.

-La numérotation des pièces : Les pièces sont différenciées par des numéros afin d'être facilement localisées.

-Le calque : Avant d’être calibré, le tracé est reporté sur un calque. Cette "sauvegarde" est importante pour la réalisation de futures copies ou d’éventuelles réparations de pièces cassées. Il sert aussi à positionner les pièces qui sont coupées et éviter les confusions et les pertes.

La coupe des pièces est très précise car chaque défaut peut modifier le résultat, soit dans les mesures, soit dans le motif. Les calibres servent de guide pour chaque pièce et leur superposition avec les pièces doit être parfaite.

On utilise un coupe-verre (roulette de vitrier).

D’une façon générale, l’action de la coupe se fait en deux temps : une rayure puis un décrochage. Si la rayure est correctement effectuée, le verre « file » et le décrochage se fait rigoureusement à cet endroit (les molécules sont séparées pour permettre ensuite la séparation).

Si la main ne peut décrocher les deux morceaux, on utilise une pince à décrocher  positionnée perpendiculairement au trait de coupe. Si les bords sont imparfaits après le décrochage, on les rectifie avec une pince à gruger.

Lorsque tous les plombs sont assemblés, le réseau est solidarisé en faisant fondre un peu   d'étain sur chaque intersection. L’étain est le métal utilisé pour le soudage car il fond à une   très basse température (232°C). On l'utilise sous forme de baguettes composées d'un mélange avec 40% de plomb.

De l’oléine est appliquée sur chaque intersection à l’aide d’un pinceau ou en imprégnant la   baguette d’étain. Cette huile sert à décaper la surface du plomb pour que la soudure adhère. La   stéarine est aussi utilisée ; elle remplit la même fonction que l'oléine mais elle présente   l'aspect d'un bloc cireux blanc que l’on frotte aux intersections.

Le fer à souder est un appareil qui produit de la chaleur vers une panne en cuivre, il peut être électrique ou à gaz. La panne peut être de taille et de forme variable. Le chevauchement des ailes des plombs est recouvert et dissimulé sous l'étain. La soudure est légèrement bombée sans être trop grosse. Sa forme est centrée sur l'intersection de façon symétrique sans être trop étalée et l’ensemble formé est homogène.

La deuxième face du panneau est ensuite contresoudée à l’exception du plomb d’entourage qui ne l’est pas.