高壓燃油泵的工作原理主要有吸油沖程、回油沖程和泵油沖程。

吸油沖程時，吸油動力由泵活塞向下運動提供，同時進油閥打開，燃油被吸入泵腔。在泵活塞沖程的最后 1/3，燃油壓力調節閥通電，泵活塞向上運動回油的早期階段，進油閥依然打開。

回油沖程是為調節實際燃油供給，在泵活塞向上運動早期，進油閥仍打開，多余燃油被推回低壓端，減壓器吸收壓力波動。

泵油沖程初期，燃油調壓閥斷電，進油閥在泵腔內壓力上升和閥內關閉彈簧作用下關閉，泵活塞向上運動使泵腔內產生壓力，當壓力超過油軌中的壓力，出油閥打開，燃油被泵入油軌。

高壓油泵工作時，燃油從油箱泵出，經帶有油水分離器的過濾器和進油管進入高壓泵，流過泄壓閥節流孔，進入高壓泵潤滑冷卻回路的凸輪軸，讓三泵的柱塞按形狀上下運動。

高壓油泵的出油口進入油冷卻器，出來后進入濾油器，再分為兩路，一路減壓后供給潤滑油，另一路成為調節油，油路中可能有一兩個蓄能器。其作用是通過高壓噴射提高燃油壓力的霧化效果，關鍵用途是作為千斤頂、鐓粗機、擠出機、扎花機等液壓裝置的動力源。

高壓油泵的工作過程中，當轉子盤旋轉，滾子被離心力向外壓，就像旋轉油封，油口壓入燃油系統，油泵關閉時，出油口單向閥關閉，防止燃油倒流至油箱。像常見的直列柱塞式噴油泵單體泵和 VE VR 分配泵等，柱塞類似活塞但非常精密，柱塞副上下運動間隙小，產生高壓燃油并推動出油閥將燃油輸送到高壓油路，然后通過噴油器、噴油嘴工作。

總之，高壓燃油泵通過這些復雜而精密的工作過程，為汽車的高效運行提供了有力支持。