Внутри бака на подшипниках вращается барабан. Ось барабана, чаще всего, ориентирована горизонтально. Вращение барабана обеспечивает стирку или отжим вещей. Поскольку барабан обычно загружен неравномерно, при вращении его с большой скоростью возникает сильная вибрация. Поэтому бак с барабаном закрепляются внутри машины не жёстко, а с помощью пружинной подвески. На той же подвеске закрепляется и электродвигатель. Двигатель вращает барабан либо непосредственно, либо через ремённую передачу. Боковая поверхность барабана содержит большое число отверстий для свободного втекания и вытекания воды и рёбра для увеличения интенсивности стирки. Барабаны машин с фронтальной загрузкой центрально симметричны, поэтому у них меньше вибрации при отжиме. Барабаны машин с вертикальной загрузкой в области дверцы тяжелее, чем в других местах, многие производители эту разницу в весе не балансируют, из-за чего у них повышены вибрации при отжиме, что приводит к преждевременному износу подшипников барабана. В машинах с вертикальной загрузкой без доводчика дверцы до люка приходится доводить барабан до люка, вращая его руками. Жесткость пружин и характеристики амортизаторов подбираются так, чтобы максимально компенсировать вибрации, возникающие при вращении барабана с бельем. А для того, чтобы стиральная машина при работе не «скакала» по ванной комнате, к баку крепится массивный противовес из бетона или чугуна.
Процессом залива воды в бак управляет небольшой прибор, его называют также реле уровня. Задача реле уровня — обеспечить уровень воды в баке, необходимый для стирки загруженного в машину белья. Современные стиральные машины способны автоматически подстраивать объем заливаемой в бак воды под количество загруженного в барабан белья. Воду нужно не только заливать в бак, но и сливать в канализацию после окончания стирки. Эту задачу выполняет сливной насос, расположенный под баком машины. В современных стиральных машинах насос обычно снабжен фильтром-уловителем, который задерживает мелкие предметы — пуговицы, скрепки, зубочистки и прочие вещицы, которые владелец машины забыл вынуть из карманов одежды перед стиркой. Для доступа к фильтру в нижней части машины имеется небольшой лючок. Сливной насос часто выполняет еще одну важную функцию: он обеспечивает рециркуляцию воды, направляя ее в верхнюю часть бака, а иногда и в бункер дозатора.
После того, как вода залита в бак машины, начинает свою работу нагревательный элемент, или сокращенно ТЭН. Он находится снизу, в узком зазоре между баком и барабаном.
Химическое воздействие на белье при стирке обеспечивает стиральный порошок, тепловое — ТЭН, а вот механическое воздействие осуществляется путем вращения барабана с бельем. вращение барабана осуществляет — электрический мотор, находящийся в нижней части корпуса.
Отжим обеспечивается вращением барабана с высокой скоростью (обычно 600 об/мин и выше) с одновременным откачиванием раствора. При этом вещи достаточно сильно прижимаются к боковой поверхности и удерживаются на месте до момента существенного снижения скорости вращения барабана. Большинство машин снабжено устройством контроля дисбаланса, отключающим или уменьшающим скорость отжима при неравномерной раскладке белья.
Сушка (в тех моделях, где она предусмотрена) происходит за счёт обдува вещей нагретым воздухом одновременно с вращением барабана для более равномерного обдува. Влажный воздух затем направляется либо в вентиляцию, либо на поверхность специальной внутренней ёмкости с водой, где происходит конденсация воды. Многие машины не имеют возможности сушки. Важно помнить, что процесс сушки очень энергоёмок.