铅酸蓄电池放电的总反应式为
Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O
铅酸蓄电池充电的总反应式为
2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4
铅酸蓄电池的正负极的反应时分开的，但同时进行，在接通外电路放电时，负极上的铅（Pb）失去电子氧化成二价铅（Pb2+），反应式为
Pb+H2SO4—2e-=PbSO4+2H+
正极在放电时，四价铅（Pb4+）得到电子，还原成二价铅（Pb2+），反应式为
PbO2+H2SO4+2H++2e-=PbSO4+2H2O
正负极上的铅离子是微量的，它与硫酸根离子形成硫酸铅（PbSO4）。随着反应的进行，电解液中的硫酸与正极极板中的Pb2+不断形成PbSO4，结晶在极板上，电解液中的硫酸浓度逐渐降低。
铅酸蓄电池在连接上直流电源充电时，负极上的硫酸铅中的二价铅被还原成铅（Pb），硫酸析出，进入电解液，该反应是负极放电反应式
Pb+H2SO4—2e-=PbSO4+2H+的逆反应。
正极上硫酸铅中的二价铅（Pb2+），氧化成四价铅（Pb4+），形成二氧化铅（PbO2），硫酸析出，进入电解液，该反应是正极放电反应式
PbO2+H2SO4+2H++2e-=PbSO4+2H2O的逆反应。随着反应的进行，电解液中硫酸的浓度逐渐增高。
