Etap 1 Karbonylowy atom węgla $\text{C}$ ma hybrydyzację $s{p}^2$. Jej efektem jest płaska budowa przestrzenna tego fragmentu cząsteczki. Ilustracja przedstawiająca hybrydyzację $s{p}^2$ atomu węgla i atomu azotu. Te dwa atomy są połączone wiązaniem podwójnym: jedno z nich to wiązanie sigma a drugie pi. Atom węgla tworzy dodatkowo dwa wiązania pojedyncze. wszystkie atomy i wiązania znajdują się w jednej płaszczyźnie, dodatkowo atom tlenu posiada dwie wolne pary elektronowe oznaczone jako $n$. Na atomie węgla zlokalizowany jest cząstkowy ładunek dodatni: ${\sigma }^{+}$, a na atomie tlenu cząstkowy ładunek ujemny: ${\sigma }^{-}$. Długość wiązania węgiel-wodór wynosi $\mathrm{0,11}$ nanometra, a wiązania węgiel-tlen $\mathrm{0,12}$ nanometra. Kąt pomiędzy wiązaniami wodór-węgiel-wodór wynosi $\mathrm{116,5}$ stopnia, a ten pomiędzy wiązaniami wodór-węgiel-tlen $\mathrm{121,8}$ stopnia. Chmura elektronów $\pi$ jest silnie przyciągana w kierunku bardziej elektroujemnego atomu tlenu $\text{O}$. Ma on nadmiar ładunku ujemnego (elektronów). Natomiast atom węgla $\text{C}$ grupy karbonylowej wykazuje deficyt elektronów. Grupa karbonylowa odznacza się dużą reaktywnością. W środowisku zasadowym pierwszym etapem jest przyłączenie czynnika nukleofilowego do atomu węgla $\text{C}$. Ilustracja przedstawiająca pierwszy etap mechanizmu hydrolizy zasadowej estrów na przykładzie octanu metylu. Cząsteczka octanu metylu zbudowana jest z grupy metylowej ${\text{CH}}_3$ związanej z atomem węgla, który to łączy się za pomocą wiązania podwójnego z atomem tlenu oraz za pomocą wiązania pojedynczego z drugim atomem tlenu, który podstawiony jest grupą metylową ${\text{CH}}_3$. Oba atomy tlenu obecne w strukturze posiadają po dwie wolne pary elektronowe, każda z nich oznaczona jest jako dwie kropki. Obok znajduje się anion hydroksylowy ${\text{OH}}^{-}$, w którym to atom tlenu posiada trzy wolne pary elektronowe. Od jednej z nich poprowadzona jest łukowata strzałka do atomu węgla C grupy estrowej. Zaś od jednego wiązania łączącego tenże atom węgla z atomem tlenu przy wiązaniu podwójnym poprowadzona jest druga strzałka do tegoż atomu tlenu. Strzałki równowagowe, za strzałkami powstała w wyniku ataku anionu struktura, która to składa się z grupy metylowej ${\text{CH}}_3$ związanej z atomem węgla, który to łączy się za pomocą wiązań pojedynczych z trzema podstawnikami, które stanowią grupa hydroksylowa $\text{OH}$, atom tlenu podstawiony grupą metylową oraz atom tlenu posiadający trzy wolne pary elektronowe i obdarzony ładunkiem ujemnym. Jon hydroksylowy ${\text{OH}}^{-}$ atakuje elektrofilowy atom węgla $\text{C}$ grupy karbonylowej w estrze. Powstaje tetraedryczny związek pośredni. Karbonylowy atom węgla $\text{C}$ ma hybrydyzację $s{p}^3$., Etap 2 Tetraedryczny związek pośredni ulega przekształceniu. Karbonylowy atom węgla $\text{C}$ mający hybrydyzację $s{p}^3$, przekształca się w karbonylowy atom węgla $\text{C}$ mający hybrydyzację $s{p}^2$. Ilustracja przedstawiająca drugi etap mechanizmu hydrolizy zasadowej estrów na przykładzie octanu metylu. Struktura składająca się z grupy metylowej ${\text{CH}}_3$ związanej z atomem węgla, który to łączy się za pomocą wiązań pojedynczych z trzema podstawnikami, które stanowią grupa hydroksylowa $\text{OH}$, atom tlenu podstawiony grupą metylową oraz atom tlenu posiadający trzy wolne pary elektronowe i obdarzony ładunkiem ujemnym. Od jednej z trzech wolnych par elektronowych zlokalizowanych na atomie tlenu obdarzonym ładunkiem ujemnym poprowadzona jest łukowata strzałka skierowana do atomu węgla, z którym to łączy się wspomniany atom tlenu. Druga łukowata strzałka poprowadzona jest od wiązania łączącego atom węgla z grupą metoksylową ${\text{OCH}}_3$ do atomu tlenu tejże grupy. Strzałki równowagowe, za strzałkami produkty etapu. Pierwszy stanowi cząsteczka kwasu octowego zbudowanego z grupy metylowej ${\text{CH}}_3$ związanej z atomem węgla, który to łączy się za pomocą wiązania podwójnego z atomem tlenu oraz za pomocą wiązania pojedynczego z grupą hydroksylową $\text{OH}$. Druga struktura to anion, w którym atom tlenu posiada trzy wolne pary elektronowe, obdarzony jest ładunkiem ujemnym i związany z podstawnikiem metylowym ${\text{CH}}_3$. Atom tlenu $\text{O}$ wiąże się z atomem $\text{C}$ wiązaniem podwójnym. Efektem tego jest odłączenie się grupy ${{\text{OCH}}_3}^{-}$., Etap 3 Etap zachodzący bardzo szybko. Alkoholan działa jak zasada deprotonująca kwas karboksylowy. Powstaje produkt: metanol. Ilustracja przedstawiająca trzeci etap mechanizmu hydrolizy zasadowej estrów na przykładzie octanu metylu. Cząsteczka kwasu octowego zbudowanego z grupy metylowej ${\text{CH}}_3$ związanej z atomem węgla, który to łączy się za pomocą wiązania podwójnego z atomem tlenu oraz za pomocą wiązania pojedynczego z grupą hydroksylową $\text{OH}$. Druga struktura to anion, w którym atom tlenu posiada trzy wolne pary elektronowe, obdarzony jest ładunkiem ujemnym i związany z podstawnikiem metylowym ${\text{CH}}_3$. Od jednej z trzech wolnych par elektronowych zlokalizowanych na atomie tlenu grupy ${\text{CH}}_3{\text{O}}^{-}$ jest poprowadzona łukowata strzałka do atomu wodoru grupy hydroksylowej w cząsteczce kwasu octowego. Druga łukowata strzałka poprowadzona jest od wiązania łączącego wspomniany atom wodoru z atomem tlenu w grupie hydroksylowej do atomu tlenu tejże grupy. Strzałka w prawo, nad strzałką zapis "szybko", za strzałką cząsteczka metanolu >CH3OH oraz anion karboksylanowy zbudowany z grupy ${\text{CH}}_3$ związanej z atomem węgla, który to połączony jest za pomocą wiązania podwójnego z atomem tlenu oraz za pomocą wiązania pojedynczego z drugim atomem tlenu obdarzonym ładunkiem ujemnym i posiadającym trzy wolne pary elektronowe. Pozbawiony protonu (jonu wodoru z oderwanym jednym elektronem) kwas karboksylowy łączy się z atomem metalu, który pochodzi z wodorotlenku. Powstaje sól karboksylowa.