يشبه مبدأ عملها مبدأ مضخة الريشة ذات الفعل الواحد. والفرق الوحيد هو أن سطح الجزء الثابت يتكون من قوسين نصف قطرهما طويل، وقوسين نصف قطرهما قصير، وأربعة منحنيات انتقالية. الجزء الثابت والدوار متحدة المركز. . عندما يدور الدوار في اتجاه عقارب الساعة كما هو موضح في الشكل، فإن حجم غرفة العمل المختومة يزداد تدريجيًا عند الزاوية اليسرى العليا والزاوية اليمنى السفلية، وهي منطقة شفط الزيت، وينخفض تدريجيًا عند الزاوية اليسرى السفلية والزاوية اليمنى العليا. وهي منطقة ضغط الزيت؛ منطقة شفط الزيت يوجد قسم من منطقة ختم الزيت بينها وبين منطقة ضغط الزيت لفصلها. في كل مرة يدور فيها الدوار لهذه المضخة، كل غرفة عمل محكمة الغلق تكمل عملية شفط الزيت وضغط الزيت مرتين، لذلك تسمى مضخة ريشة مزدوجة الفعل. إن منطقتي الشفط ومنطقتي الضغط للمضخة متماثلتان شعاعيًا، والضغط الهيدروليكي الذي يعمل على الدوار متوازن شعاعيًا، لذلك يطلق عليه أيضًا مضخة ريشة متوازنة.
معدل التدفق اللحظي لمضخة الريشة مزدوجة الفعل ينبض، ويكون معدل النبض صغيرًا عندما يكون عدد الدوارات مضاعفًا لـ 4. ولهذا السبب، يكون عدد شفرات مضخة الريشة مزدوجة الفعل بشكل عام 12 أو 16.
