Dit is een vorm van dialyse waarbij je buikvlies wordt gebruikt als membraan. Je buikvlies (peritoneum) ligt als een bescherming om de organen in je buik. Het is opgebouwd uit heel veel kleine haarvaten. De dialysevloeistof (een soort zout water met een hoog glucosegehalte) loopt via een siliconenkatheter (een zachte slang) in je buikholte. Voor het plaatsen van die katheter heb je een kleine operatie nodig. De vloeistof zuigt afvalstoffen in vier uur tijd op die door het buikvlies er naartoe stromen (door diffusie). Daarna moet de dialysevloeistof weer weglopen. Het leeg laten lopen en weer vullen duurt een halfuur. Omdat in de vloeistof ook veel glucose zit, trekt dit water uit je lichaam naar het dialysaatvocht aan; hiermee kun je extra vocht kwijtraken als dat nodig is. Dit laatste komt tot stand door osmose. Vaak wordt peritoneale dialyse ’s nachts gedaan.
Na een paar jaar kan peritoneale dialyse moeilijker of zelfs onmogelijk worden omdat je buikvlies slijt door de dialyse. Vooral als je buikvliesontstekingen hebt gehad kan het dikker worden.