從漢代起，中國的各種鑄劍技術和物品開始不斷流入日本，隨著越來越先進的鋼鐵冶煉技術及造刀術的傳入，刀劍製造技術在日本經過一定時間的發展後，最終在這個日本上穩定下來，並發展成獨特的日本刀製造體系
正宗的日本刀在製法上具有相當高的技術，總體來說需要經過選鋼、冶煉、鍛造、刀工制刃、淬火、研磨之後，由刀工配白木柄鞘以保存刀刃待售之用，而刀柄、鞘、鐔等刀裝為另一行當，由專門的金工（鍔工）裝飾，且各有名師。
鍛造
用紙包裹著挑選好的鋼塊再包裹上一層薄薄的黏土和灰燼以防止鋼塊氧化重新將鋼塊加熱至1300攝氏度，然後趁熱力未消散，將所有鋼塊打成一塊（動作要迅速，力道要精準），這樣鍛打能除去剩餘的雜質。使成品的數量比原來的生鐵減少一半 成為一整塊鍛鋼為“刀胚”但是要連續不斷摺疊鍛打鋼塊才能使碳分佈均勻，這樣鑄刀的金屬原料才算大功告成。（這樣做的原理是為了混合鐵與鋼，令整個金屬塊鍛造均勻，最後要達到金屬塊各部位的含碳量差不多為0.7%）。刀匠師會依據鋼的顏色估計含碳量 出色的刀匠師連續摺疊鍛打之後每一公分的鋼就有5000多層（這些層次所形成的紋理就稱為“地肌”），然後慢慢磨打成武士刀的型。
這樣打造的過程原理有兩條:1武士刀的芯部比較柔軟因為鋒利的刀。刀身會比較弱，所以刀匠師會選擇刀刃使用堅硬的材料。刀背使用柔軟的材料，是刀具備堅硬和堅韌的作用，成為具有尖利和彈性的雙重效果。2 然後融合兩種材料，含碳量高的堅硬刀刃為鋼鑄造裡面則是包含了含碳量較低的比較柔軟的鐵做為刀芯部分外層鋼的整體結構叫做波來鐵和鐵氫體，以達到改變金屬的微結構。
熱處理
淬火即所謂的熱處理，日本稱為水減（みずへし，Mizuheshi）。從現代材質學的角度來看，這個步驟算是刀匠控制鋼材含碳量的手法。
為了讓刀身具有良好彈性，並且保持刀刃堅硬不易缺口，日本刀匠師會依據秘方用粘土、木炭粉和磨刀石的粉末調製出燒刃土，然後均勻的塗在刀面上可在硬化過程中隔絕保護刀刃的各個重要部位在內部較為軟的鋼和堅硬的刀刃的相交處會有一條明顯的線其實就是“刃紋”（也是上品武士刀的重要標誌）
燒刃紋
然後再在黑暗的鍛造場地進行火煉（在黑暗的場地能用眼睛準確的判斷出刀刃的溫度幾時達到需要的溫度 800度為最佳，也就是刀刃達到朝日般的豔紅的時候），淬火的時候必須使用清水，將達到溫度的刀身放進水中，這樣覆蓋著薄薄黏土的部位會急速冷卻然後變的十分堅硬，覆蓋著薄薄黏土的邊緣部位快速冷卻似的鋼內的碳受到極大的壓力這個部位就會成為刀刃，（注意武士刀的弧度由此而來不是刀匠在打製的時候打成的彎度）。
其原理為：因為主體覆蓋著較為厚的黏土冷卻速度因而變慢，所以保存有較大的韌性冷卻過程中的結構變化導致武士刀彎曲，一把上品的武士刀的彎曲程度為月牙的形狀。
淬火是生死攸關的步驟，有1/3的刀在這一步功敗垂成。
打磨
最後一步是打磨。這個過程需要多達兩個星期。打磨師採用的磨刀石價格不菲，一套可能要上千美元。打磨的時候從最粗糙的石頭換到最細緻的石頭，這個工作不但需要耐心和技巧，還很容易受傷。一把武士刀需要許多人合作完成,售價可高達到數十萬美元。
一般刀匠在最後將自己的名字、住所、製作年月銘刻在莖上。嚴格講，銘是被利器 "切" 在或 "鏨"在莖上的。一般的，在表面銘刀工名和住所(佩刀時向外一側為表)、內側銘製作年月和持刀者名，但是例外也很多見。
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