שלב הניתוח הוא השלב בו פורטים את הדרישות שהוגדרו בשלב האפיון לאובייקטים ולתהליכים (בגישת UML המקובלת היום).

עבור כל דרישה מגדיר המנתח אוסף תהליכים שהמערכת צריכה לבצע. למשל, עבור מערכת שנדרשה לאפשר בניית תוכנית משמרות שבועית יוגדר תהליך "שיבוץ עובד", "הגדרת מגבלות לעובד" או "הוסף עובד".

כל תהליך נקרא Use Case. תוצרים נוספים של הניתוח הם ה-Activity Diagram, State Diagram ו-Object Diagram.

מושג מרכזי נוסף בשלב זה הוא ה-Actor. זהו שחקן או משתמש. למעשה זהו כל גורם שיש לו זיקה כלשהי אל המערכת. Actor יכול להיות אדם או מערכת חיצונית. למעשה, השחקנים תוחמים את המערכת מבחוץ. Actor יזין נתונים ל-Use Case או יקבל ממנו נתונים.

כלים עיקריים בשלב הניתוח:  

• Rational Requisite Pro
• Rational ClearCase
• Rational Rose
• Microsoft Office