PBL수업은 문제의 제시로부터 시작된다. 일반적으로 다른 수업에서는 교수자의 강의와 설명으로 정보를 제시한 다음 그 내용의 이해정도를 판단하기 위한 사례의 적용이나 문제를 제시한다. PBL수업에서는 먼저 문제를 제시하고 그 문제를 해결하기 위해 문제의 규명과 문제를 해결하기 위한 아이디어를 학생들 스스로 찾고 논의하는 과정이 반복적으로 이루어지고 마지막으로 문제해결에 대한 발표와 자신의 수업경험에 대한 반성(reflection)이 이루어진다. 학생들이 경험하는 PBL수업의 과정은 다음과 같다(Boud & Feletti, 1997):
학생들에게 문제를 제시(present students with a problem). 학생들은 문제를 평가하고 그 문제와 관련하여 무엇을 알아야 하는지를 확인한다.
학생들이 이해하지 못하는 문제가 어떤 측면인지 결정(determine what aspects of the problem they do not understand). 이러한 학습 문제는 소그룹 토의에서 집중적으로 다루어진다.
학습문제를 중요한 순서에 따라 순서를 결정(rank learning issues in order of importance). 그룹에서 어떤 문제가 전체 그룹에서 다루어져야 할 문제인지 개인이 다루어야 할 문제인지를 순서를 정한다. 개인이 점검(follow-up)해야 할 경우, 자신이 발견한 사실에 대해 나머지 구성원에게 알려주어야 한다.
이전의 학습이슈와 새로운 지식을 문제의 맥락 내에 통합(explore previous learning issues and integrate new knowledge in the context of the problem). 학생들은 지금까지의 학습 과정을 요약하고 이전 지식과 새로 배운 지식을 연결하고 새로운 문제로 발전시킨다.
 
각 단계별 활동은 조별 활동을 중심으로 이루어지지만 각자 맡은 역할을 하는 과정은 개인별로 자기주도적 학습을 통해 이루어진다. PBL수업과정을 간략하게 그림으로 나타내면 다음과 같다.
문제를 접한 학생들이 경험하는 전형적인 기본 과정은 아래와 같은 네 가지 측면에 대한 논의가 주로 이루어진다. 즉 문제에 대한 자신들의 생각이나 아이디어, 문제에 대해 알고 있는 사실, 문제해결을 위해 학습해야 할 이슈들, 그리고 문제해결을 위한 정보원을 논의해 다음 모임 때 까지 각자 맡은 역할을 분담하는 것이다. 기본적인 학생들의 논의 과정은 아래 그림과 같다.
 
집단 활동(group work)은 PBL과정의 중요한 부분이다. 교실에서의 집단 활동은 학생들에게 함께 문제에 대해 토론하거나 간략한 토론 후에 입장을 발전시키는 활동을 하도록 한다. PBL 수업 시 반드시 팀을 구성해야 되는 것은 아니지만 팀을 통한 협동학습의 경험을 가지도록 하는 것이 바람직하다. 학생들이 졸업 후 팀워크와 리더십이 요구되지만 졸업 후에 별도로 이와 같은 능력을 키우기는 쉽지 않다. 따라서 PBL에서 팀을 구성해 함께 활동하는 것을 배우고 팀에서 일하는데 필요한 기술과 아이디어를 교환하고 네트워크을 형성하며 리더십을 키우는 것은 매우 중요한 경험이다. 집단 활동은 보통 임시적이고, 단기간에 이루어지지만 각 개인에게 분명한 과제가 주어진다. 팀 활동을 통한 연습은 학생들에게 아이디어를 표현하고 교환할 수 있는 기회를 제공한다. 그리고 집단 간, 집단 내에서 토론을 통해 학생들에게 원래의 주제는 물론 그 주제를 넘어서까지 생각할 수 있는 기회를 제공한다.

때로는 PBL 수업에서의 집단(group)은 지속될 수도 있다. 계속해서 토론이 가능하고, 숙고하는 기회를 제공하여, 학생들이 새로운 정보와 통합하여 문제점에 대한 해결방안을 재수정 하도록 기회를 제공할 수 있다. 성공적인 팀의 구성은 긍정적 상호의존이 이루어지도록 하는 것이 좋다. 서로가 구성원으로 매우 필요한 상황이 되도록 팀을 구성해야 하고 관망자(free-rider)가 생기지 않도록 하는 것이 좋다. 이를 위해 개별 학생의 팀 기여에 대한 책무성을 부여하는 것이 바람직하다. 서로에 대한 피드백과 개방적 분위기를 통해 촉진적 상호작용이 이루어지도록 하며 조원들 간의 신뢰형성, 의사호통, 갈등관리, 팀 성찰 과정이 필요하다.