Процесс пуска двигателя до перехода на заданный режим работы можно разбить на три этапа: пуск сжатым воздухом или другим пусковым устройством до получения первых вспышек в цилиндрах; устойчивая работа без пропусков вспышек и достижение числа оборотов, заданного регулирующим устройством; прогрев с постепенным повышением нагрузки до заданного режима работы.
Пусковой период требует особого внимания, так как характеризуется наибольшими износами трущихся деталей; подавляющее число аварий и повреждений двигателя происходит именно в этот период. Чтобы осуществить пуск, нужно достигнуть определенного числа оборотов, вызываемого минимальным пусковым числом оборотов Nmin. Его величина зависит от конструкции, быстроходности, способа и условий смесеобразования, теплового состояния двигателя. Основные факторы, определяющие продолжительность и надежность пуска - смесеобразование и сгорание. При пуске холодного дизеля и при низкой температуре наружного воздуха самовоспламенение топлива может произойти только после подачи в цилиндр нескольких порций топлива. Рабочий цикл при первых вспышках протекает с высоким давлением сгорания и большой скоростью его нарастания, так как при малом числе оборотов вала двигателя вследствие увеличения утечки топлива в насосе давление нагнетания резко снижается и качество распыливания ухудшается.

Давление топлива в нагнетательном трубопроводе при малом числе оборотов имеет значительные колебания, ввиду чего могут наблюдаться неоднократные посадки и подъем иглы форсунки. Кроме того, имеет место значительный теплоотвод в стенки цилиндра. Это приводит к такому увеличению периода задержки самовоспламенения, при котором начало процесса сгорания переносится далеко на линию расширения, а в камере сгорания не создаются условия для возникновения очагов горения рабочей смеси (происходят пропуски вспышек в цилиндрах). При дальнейшем вращении вала двигателя к впрыскиваемой порции топлива частично прибавляется топливо от предыдущих порций и происходит сгорание увеличенного количества топлива, что сопровождается высокой скоростью нарастания давления в цилиндре и сильным стуком в нем.
Пусковые качества двигателя во многом зависят от цетанового числа топлива и его испаряемости, а также степени износа втулки цилиндра и поршневых колец. Величина износа стенок втулки цилиндра дизеля после каждого пуска его в холодном состоянии эквивалентна его работе в течение 3-8 ч с номинальной нагрузкой, так как высокое р,, имеющее место в пусковой период, увеличивает удельное давление поршневых колец на стенки цилиндра и дополняет корродирующее и абразивное воздействие продуктов сгорания.