(1)C-NHEJでは、Kuタンパク質（Ku70とKu80）ヘテロ二量体が最初にDSB末端付近に結合する。Ku二量体はドーナツ状の構造を有しており、その穴の部分でDNA鎖に結合し、PAXX（別名XLS）はKuのDSBへの結合を安定化する。
(2)Ku二量体を介してDNA依存性プロテインキナーゼ触媒サブユニット（DNA-PKcs、なお、KuとDNA-PKcsの複合体をDNA-PKと呼ぶ）がDSBに結合して活性化し、自身および他の修復酵素群をリン酸化する。
(3)DNA末端の形状により直ちに結合できない場合には、DNA分解酵素であるArtemisヌクレアーゼなどによる末端の整形（プロセシング）が行われる。
(4)DNAリガーゼIVが最終的にDSB同士を結合して反応が完結する。この際に、XRCC4およびXLF（別名Cernunnos）がDNAリガーゼIVの機能を調節する。