該類反應屬于典型的親核取代反應，按照反應歷程分兩種類型：單分子的親核取代反應(SN1)和雙分子的親核取代反應(SN2)。
一、單分子的親核取代反應(SN1)
單分子的親核取代反應(SN1)歷程中反應速度只與反應底物鹵代物的濃度有關，與堿的濃度無關。因此，從動力學上講它是一個一級反應。例如溴代叔丁烷的水解：
此反應是分兩步進行,第一步是反應物在溶劑中首先離解成叔丁基正離子和溴負離子：
第二步則是生成的叔丁基碳正離子再與HO-作用,生成叔丁醇：
二、雙分子的親核取代反應(SN2)
另一類為雙分子的親核取代反應(SN2)，它的水解速度與鹵代烴的濃度和堿的濃度成正比，因此該類反應是一個二級反應。例如溴甲烷的水解：
反應過程中C-Br鍵的斷裂與C-O鍵的形成是同時進行的。當進攻試劑HO-從離去基團Br的背后進攻中心碳原子時(這是比較有利的進攻方式)。此時，HO- 、Br和中心碳原子幾乎處于同一直線上，形成一個“過渡態”。而中間碳上的三個H原子則處于垂直于這個直線的平面上，當HO-與中心碳原子進一步接近，最終形成一個穩定的C-O鍵時，C-Br也徹底斷裂，生成Br-離子，同時中心碳上的三個H原子也向后翻轉，使碳原子恢復成原來的sp3雜化狀態。從立體化學上來看，在反應過程中發生了構型的轉化，使得產物與原來的反應物構型正好相反，這也正是在1893年發現的瓦爾登(Walden)轉化。另外許多反應，鹵代物直接水解并不是太好，因此一般先用AcO－取代，而后再水解得到相應的醇。
反應實例
一、鹵代烴的水解反應制備醇示例
Combined the material with 75%DMF, 1.2 equiv of NaOH were stirred for 30 min at room temperature. Andrecrystallized from MeOH to give the colourless needles (95% yield).
【J.Org.Chem.1982, 47, 4024-4029】
二、鹵代烴的水解反應制備醇示例
將水（100mL）和碳酸鈣（18g，180mmol）加入10.5g（35mmol）1-溴-2-（溴甲基）萘溶液中，加入對二氧六環100mL，回流10h。在減壓下冷卻溶液并去除二氧六環。加入二氯甲烷（200mL），然后用稀鹽酸處理，直到所有固體溶解。分離有機相，用NaHCO3溶液洗滌，用硫酸鎂干燥，并過濾。溶劑的去除留下白色固體，從正己烷重結晶得到7.9g（1-溴對苯二甲酸-2-基）甲醇（95%產率）。
【J.Org.Chem.1986, 51, 3762-3768】
三、鹵代烴的乙酰氧基取代示例
將150 g獲得的1-氯-（E，Z）-7,9-十二二烯與150 g含水乙酸鉀和100 g乙酸混合，在160℃下洗滌6小時，在氮氣的氣氛中攪拌，將氯化物轉化為乙酸。。反應完成后，將反應混合物倒入大量水中，在減壓下蒸餾通過相分離得到的有機相，共蒸餾80 g 7，9-十二烯基乙酸乙酯，其中E，Z-異構體的純度至少為75%。
【Patent; Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.; Publ.: EP241335 A1 (1987/10/14),Appl.: EP1987-400592 (1987/03/17)】
四、酯水解得到相應的醇示例
將2N氫氧化鈉（40 mL）加入5（2-乙酰氧基乙基）-2-甲基-4-苯基惡唑（16.6克）的甲醇溶液中（40 mL），攪拌30分鐘，用水稀釋，提取乙酸乙酯，乙酸乙酯層用水洗滌，過脫水硫酸鎂干燥。
然后蒸餾溶劑，用硅膠色譜法（硅膠：190g，洗脫液：異丙醚）純化殘渣wwas，得到5-（2-羥乙基）-2-甲基-4-苯唑油，收率11.7g（84.8%），核磁共振（CDCl3）：2.40（3H，s），3.07（2H，t），3.20（1H，寬），3.97（2H，寬），7.23-7.80（5H，m）。
【Patent;Takeda Chemical Industries, Ltd.; Publ.: US4596816 A1 (1986/06/24), Appl.:US198】
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