De deelnemers werd verteld dat zij zouden helpen bij een "leerexperiment". De deelnemer speelde de rol van een "leraar" die vragen moest stellen aan de "leerling". Telkens wanneer de leerling een vraag fout had of geen antwoord gaf, moest de leraar op een schakelaar drukken om de leerling een elektrische schok te geven. De spanning nam telkens toe. In de oorspronkelijke versie van het experiment bevonden de leraar en de leerling zich in afzonderlijke kamers, maar konden zij door de muur heen met elkaar praten.
In feite waren de elektrische schokken vervalst. De "leerlingen" waren acteurs, die alleen maar deden alsof ze pijn hadden. Naarmate de "schokken" toenamen, werden hun kreten van pijn luider. Ze protesteerden, sloegen tegen de muur en stopten met het beantwoorden van de vragen. De schokken bereikten uiteindelijk niveaus die dodelijk zouden zijn geweest als ze echt waren geweest. Op dat moment viel de leerling stil.
Er werd veel aan gedaan om de proefpersonen te laten denken dat het echt was. Toen zij aankwamen, werd hun verteld dat de acteur een andere vrijwilliger was en dat de rollen van "leraar" en "leerling" willekeurig zouden worden bepaald door het trekken van strookjes papier. In feite stond op beide papiertjes "leraar", dus deed de acteur alsof hij "leerling" had gekozen. De elektroshockmachine maakte zoemende geluiden en kon een echte lichte schok van 45 volt geven. De leraar zou dit uitproberen voordat het experiment begon.
Indien de proefpersoon ("leraar") op enig moment het experiment wilde stoppen, had de experimentator instructies over wat hij tegen hem moest zeggen. Deze stonden bekend als "verbale aansporingen". De prikstokken die de experimentator moest gebruiken waren, in deze volgorde:
- Ga alsjeblieft verder.
- Het experiment vereist dat je doorgaat.
- Het is absoluut noodzakelijk dat u doorgaat.
- Je hebt geen andere keuze, je moet doorgaan.
Er waren nog een paar andere dingen die de experimentator mocht zeggen. Als de proefpersoon bijvoorbeeld vroeg of de leerling ernstig gewond zou raken, kon de experimentator zeggen: "Hoewel de schokken pijnlijk kunnen zijn, is er geen blijvende weefselschade, dus gaat u alstublieft verder."
Indien de proefpersoon nog steeds wenste te stoppen nadat de vier belangrijkste prikstokken waren gebruikt, werd het experiment stopgezet. Anders werd het experiment stopgezet nadat de proefpersoon driemaal achtereen de maximale schok van 450 volt had toegediend.