ขั้นตอนนี้เป็นขั้นตอนแรกสุดที่นักเขียนโปรแกรมจะต้องทำ การให้คอมพิวเตอร์แก้ปัญหาต่างๆ ให้เรานั้น เราจะต้องมีแนวทางที่แก้ไขปัญหาที่เหมาะสมให้กับคอมพิวเตอร์ เพื่อให้การทำงานเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ โดยมีขั้นตอนย่อยๆ ดังนี้

กำหนดขอบเขตของปัญหา โดยกำหนดรายละเอียดให้ชัดเจนว่าจะให้คอมพิวเตอร์ทำอะไร ตัวแปรค่าคงที่ที่ต้องใช้เป้นลักษณะใด ถ้าหากเราไม่กำหนดขอบเขตของปัญหาจะทำให้คอมพิวเตอร์ตัดสินได้ยากว่าข้อมูลต่างๆ ที่เกิดขั้นนั้นถูกหรือผิด

กำหนดลักษณะของข้อมูลเข้าและออกจากระบบ (Input/Output Specification) โดยต้องรู้ว่าข้อมูลที่จะส่งเข้าไปเป็นอย่างไร เพื่อให้โปรแกรมทำการประมวลผล และแสดงผลลัพธ์ เช่น การรับค่าจากคีย์บอร์ด การใช้เมาส์ การกำหนดปุ่มต่างๆ ลักษณะการแสดงผลทางหน้าจอ ว่าจะให้มีรูปร่างอย่างไร โดยคำนึงถึงผู้ใช้เป็นหลักในการออกแบบโปรแกรม

กำหนดวิธีการประมวลผล (Processing Specification) ดดยต้องรู้ว่าจะให้คอมพิวเตอร์ทำการประมวลผลอย่างไร จึงได้ผลลัพธ์ตามต้องการ

2. เขียนผังงานและซูโดโค้ด

           หลังจากที่ได้วิเคราะห์ปัญหาแล้ว ขั้นตอนต่อไปจะต้องใช้เครื่องมือที่ช่วยในการออกแบบโปรแกรม ซึ่งยังไม่ได้เป็นโปรแกรมจริง ๆ แต่จะช่วยให้เขียนโปรแกรมได้ง่ายขึ้น และทำให้ผู้อื่นนำโปรแกรมไปพัฒนาต่อได้ง่ายขึ้น โดยเขียนเป็นลำดับขั้นตอนการทำงานของโปรแกรม ที่เรียกว่า อัลกอริทึม (Algorithm) ซึ่งจะแสดงขั้นตอนการแก้ปัญหา โดยใช้ประโยคที่ชัดเจนไม่คลุมเครือ และมีรายละเอียดการทำงานพอสมควรเพียงพอที่จะนำไปเขียนเป็นโปรแกรมให้ทำงานจริง โดยอัลกอริทึมนั้น อาจเขียนให้อยู่ในรูปของรหัสลำลองหรือซูโดโค้ด (Pseudocode) หรือผังงาน (Flowchart) ก็ได้ โดยซูโดโค้ด จะเป็นคำอธิบายขั้นตอนการทำงานของโปรแกรม เป็นคำย่อไม่มีรูปแบบเฉพาะตัว โดยแต่ละส่วนจะเป็นแนวทางในการเขียนโปรแกรม ซึ่งทำให้เขียนโปรแกรมเป็นภาษาต่าง ๆ ได้ง่ายขึ้น ส่วนผังงาน จะใช้สัญลักษณ์ต่าง ๆ แทนการทำงานและทิศทางของโปรแกรม

3. เขียนโปรแกรม

           ขั้นตอนนี้เป็นการเขียนโปรแกรมเพื่อให้คอมพิวเตอร์สามารถประมวลผลได้ โดยเปลี่ยนขั้นตอนการทำงานให้อยู่ในรูปรหัสภาษาคอมพิวเตอร์ การเขียนโปรแกรมจะต้องเขียนตามภาษาที่คอมพิวเตอร์เข้าใจได้โดยอาจใช้ภาษาระดับสูง หรือภาษาระดับต่ำ ซึ่งเลือกได้หลายภาษา การเขียนโปรแกรมแต่ละภาษาจะต้องทำตามหลักไวยากรณ์ (syntax) ที่กำหนดไว้ในภาษานั้น นอกจากนี้การเลือกใช้ภาษาจะต้องพิจารณาถึงความถนัดของผู้เขียนโปรแกรมอีกด้วย

4. ทดสอบและแก้ไขโปรแกรม

           หลังจากเขียนโปรแกรมจะต้องทดสอบความถูกต้องของโปรแกรมที่เขียนขึ้น หาจุดผิดพลาดของโปรแกรมว่ามีหรือไม่ และตรวจสอบจนไม่พบที่ผิด จุดผิดพลาดของโปรแกรมนี้ เรียกว่า บัก (Bug) ส่วนการแก้ไขข้อผิดพลาดให้ถูกต้องเรียกว่า ดีบัก (Debug) โดยทั่วไปแล้วข้อผิดพลาดจากการเขียนโปรแกรมจะมีสองประเภท คือ

การเขียนคำสั่งไม่ถูกต้องตามหลักการเขียนโปรแกรมภาษานั้น ๆ ซึ่งเรียกว่า Syntax Error หรือ Coding Error ข้อผิดพลาดประเภทนี้เรามักพบตอนแปลภาษาโปรแกรมเป็นรหัสภาษาเครื่อง

ข้อผิดพลาดทางตรรกะ หรือ Logic Error เป็นข้อผิดพลาดที่โปรแกรมทำงานได้ แต่ผลลัพธ์ออกมาไม่ถูกต้อง

5. ทำเอกสารและบำรุงรักษาโปรแกรม

           ขั้นตอนนี้จะทำให้ผู้ใช้สามารถใช้งานโปรแกรมได้อย่างมีประสิทธิภาพ และสะดวกในการตรวจสอบข้อผิดพลาด โดยเขียนเป็นเอกสารประกอบโปรแกรมขึ้นมา โดยทั่วไปแล้วแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ

คู่มือการใช้ หรือ User Document หรือ User Guide ซึ่งจะอธิบายการใช้โปรแกรม

คู่มือโปรแกรมเมอร์ หรือ Program Document หรือ Technical Reference ซึ่งจะอำนวยความสะดวกในการแก้ไขโปรแกรม และพัฒนาโปรแกรมในอนาคต โดยจะมีรายละเอียดต่าง ๆ เกี่ยวกับโปรแกรม เช่น ชื่อโปรแกรม การรับข้อมูล การพิมพ์ผลลัพธ์ขั้นตอนต่างๆ ในโปรแกรม เป็นต้น

           ส่วนการบำรุงรักษาโปรแกรม (Maintenance) ที่ผู้เขียนโปรแกรมจะต้องคอยตรวจสอบการใช้โปรแกรมจริง เพื่อแก้ไขข้อผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นในภายหลัง รวมทั้งการพัฒนาโปรแกรมให้ทันสมัยอยู่เสมอเมื่อเวลาผ่านไป