Определить используемые знаки, систему письма, направления письма, выделить словоразделы — всё это необходимо сделать перед дешифровкой Следующий этап — собственно дешифровка. И здесь успех во многом зависит от исходных обстоятельств — наличия билингвы, а также объёма текстов исследуемой письменности. Большинство удачных дешифровок прошлого опиралось на билингву либо подтверждалось её находкой. Так, правильность дешифровки Шампольоном древнеегипетского письма, отталкивавшейся от трёхъязычного текста Розеттского камня, была подтверждена многие годы спустя находкой новой билингвы — Канопского декрета.
Обычно в билингвах прежде всего стремятся обнаружить имена собственные — они дают ключ к прочтению знаков неизвестного письма. Если нет подлинной билингвы, изобретательные дешифровщики нередко применяют метод искусственной билингвы. Он основан на том, что во многих текстах используются готовые формулы, которые могут быть известны из более поздних текстов на языке, сохраняющем культурную традицию народа. Чаще всего это титулы царей, формулы обращения и приветствия, проклятия посягнувшим на святыни, фразы типа «я победил», «я ниспроверг», «я уничтожил», наконец, правильно угаданные имена царей, названия стран и городов. Этот метод применил немецкий лингвист Георг Фридрих Гротефенд (1775—1853), сопоставивший структуру неизвестного древнеперсидского текста с традиционной структурой более поздних царских надписей и определивший возможные имена царей. Этот же метод использовал англичанин Майкл Вентрис при дешифровке критского линейного письма Б, найдя таким образом звуковые соответствия греческим названиям критских городов. Аналогично действовал Аркадий Анатольевич Молчанов в своей версии дешифровки Фестского диска. Наконец, квазибилингва (от лат. quasi — «как будто», «будто бы») —- не точный перевод, а пересказ текста на известном языке — также может служить опорой для дешифровки, хотя и менее надёжной, чем настоящая  билингва. Билингва позволяет понять содержание текста и путём сопоставления собственных имён предположить, какие звуки обозначают графемы (хотя пользоваться этим методом нужно с осторожностью, так как произношение одних и тех же имён в разных языках может заметно различаться). Достоверность полученных фонетических значений может быть подкреплена перекрёстным чтением, если предположительное фонетическое значение некоторой графемы в слове подтверждается чтением в другом слове. Достоверное прочтение слова даёт в руки исследователю ряд установленных знаков, которые в свою очередь помогают прочесть новые слова и по цепной реакции определить новые знаки.
Однако не все знаки могут иметь фонетическую интерпретацию. Нередко приходится сталкиваться с нефонетическими знаками — детерминативами (от лат. determina-ге — «определять»), указывающими на класс понятий, к которому относится сопровождаемое ими слово (например, «страны», «города», «цари», «профессии», «растения», «деревянные предметы» и др.). Встречаются и знаки, заимствованные из других систем письма, — гете-рограммы (от греч. «heteros» — «другой»). Например, гетерограммами в русском письме являются арабские цифры, а также общепонятные латинские словосочетания типа et cetera — «и так далее»; есть в нём и своеобразные детерминативы — заглавные буквы при именах собственных. Их нужно распознать, отличить от обычных графем. Разнородг гость знаков в одних случаях затрудняет чтение текстов, в других, напротив, помогает интерпретации их смысла: идеограммы, известные из других языков, служат опорными пунктами дешифровки. Такие моменты возникали при дешифровке многих клинописных систем письма, использующих шумерские и аккадские идеограммы. Арамейские гетерограммы помогли российскому востоковеду Игорю Михайловичу Дьяконову дешифровать парфянские тексты.
Если за дешифрованной письменностью стоит уже известный язык, задача собственно дешифровки на этом завершается. Дальнейшую интерпретацию текста даёт филолог. Если известный язык оказывается значительно отдалён по времени от дешифрованного варианта, то нужно установить, какие старые слова соответствуют более поздним, и объяснить фонетические изменения. В этом состоит суть этимологического метода. Именно эти задачи — установление соответствий между архаической и более поздней формами одного языка — пришлось решать Джорджу Смиту при дешифровке кипрско1 о письма и 100 лет спустя Майклу Вентрису при дешифровке критского линейного письма Б. В обоих случаях были восстановлены архаические формы греческого языка.
Этимологический метод может использоваться и на начальном этапе дешифровки, когда исследователь выдвигает гипотезу о родственных связях неизвестного языка. Его применили Шампольон, предположивший родство древнеегипетского и коптского языков, Гротефенд, предположивший родство древнеперсидского и более позднего авестийского языков, и Бауэр, отождествивший язык угаритской клинописи с семитским. Блестящей иллюстрацией возможностей этимологического метода стало открытие чешским учёным Бедржихом Грозным индоевропейского хеттского языка.
Если дешифрованная письменность представляет неизвестный язык, не имеющий близкородственных известных языков, то задача его интерпретации становится значительно сложнее. Этимологические сближения допустимы между словами, сходными по значению, но именно значение обычно неизвестно. Рискованные попытки этимологических сближений в подобных случаях могут приводить к фантастическим результатам, которыми богата, например, история этрускологии. Обычно удачные дешифровки сочетают этимологический метод с комбинаторным; последний основан на анализе различных комбинаций, в которые входит одно и то же слово. Текст при этом изучается не только «изнутри», в своей языковой структуре, но и «извне» — в сопоставлении с другими текстами, с обстоятельствами его находки, с назначением предмета, на котором он написан, с содержанием сопровождающих рисунков и т. д. Используя комбинаторный метод, можно подтвердить правильность дешифровки. Так, пишет Джон Чедвик, если с помощью комбинаторного метода слово отнесено к разряду профессий, а при фонетическом чтении оказывается, что оно значит 'пастух', это служит доводом в пользу достоверности дешифровки.
При акценте на анализ текста «изнутри» говорят о структурно-комбинаторном методе. Иллюстрацией возможностей этимологического и структурно-комбинаторного методов может служить дешифровка Гансом Бауэром угарит-ской клинописи.
Для успеха дешифровки очень важен объём текста. Если в распоряжении исследователя лишь короткая надпись, состоящая из нескольких знаков, то шансы прочесть её достоверным образом невелики. Чем больше объём текста, тем выше вероятность правильного решения. Количественно эту зависимость определил создатель теории информации американский инженер и математик Клод Шеннон.
Минимальный объём текста, для которого существует единственное правильное прочтение (все остальные оказываются бессмысленными), называется расстоянием единственно cm и. Эта величина зависит от трёх показателей. Во-первых, важно общее число графем в языке. Например, гавайский алфавит содержит 19 букв, русский — 33, армянский — 38. Второй показатель — число звуков, которые метут обозначаться одной и той же графемой. Так, каждая согласная буква в русском тексге может иметь по крайней мере два звуковых значения — твёрдого и мягкого согласного. Чем больше соответствий у одной графемы, тем больше будет расстояние единственности и тем труднее дешифровать текст. Третий фактор — степень избыточности языка, которая зависит от количества знаков, дублирующих смысл друг друга. Например, для русского словосочетания маленькая девочка окончание прилагательного -ая дублирует грамматические значения рода, числа и падежа, которые уже выражены существительным девочка. Чем выше избыточность языка, тем проще дешифровка. Избыточность языков, использующих буквенное письмо, составляет приблизительно 70—80 %.
Посте учёта всех этих факторов получается, что расстояние единственности для гавайского языка — 20 знаков, для русского — 70, для армянского — 80 знаков. Это значит, что однозначно может быть прочитан русский текст, содержащий не менее 70 знаков. Расстояние единственности было определено и для других типов письма. Дтя словесного письма (типа китайского) с огромным количеством графем и избыточностью около 50 % это расстояние составляет примерно 1 млн знаков! Для слогового письма (степень избыточности примерно 60 %) в зависимости от количества графем расстояние единственности от 300 до 5—8 тыс. знаков.
Таким образом, при достаточном объёме текста задача дешифровки в принципе разрешима. Если же объём текста хотя бы немного меньше расстояния единственности, дешифровка является только версией, более или менее достоверной. Версией можно считать предложенную Аркадием Анатольевичем Молчановым дешифровку Фестского диска, содержащего 241 знак и имеющего расстояние единственности 300 знаков.