乙烯直接氯化反應為放熱反應 。氯氣用路易斯酸FeCl3極化，極化后的氯離子作為一個親電基團攻擊乙烯的雙鍵，形成氯陽離子化合物和四氯化鐵負離子，然后四氯化鐵負離子中的一個氯離子加到氯陽離子化合物的碳原子上，從而生成二氯乙烷。
乙烯直接氯化反應的主要副產物為一氯乙烷和1，1，2-三氯乙烷，反應方程式如下：
C2H4+HCl → C2H5Cl （1）
C2H4Cl2+Cl2→ C2H3Cl3+HCl （2）
