Перед тем как произвести запись в загрузочный сектор, программа установки должна выяснить формат раздела, поскольку от него зависит содержимое загрузочного сектора. Если это раздел FAT, Windows записывает в загрузочный раздел код, поддерживающий файловую систему FAT. Если раздел отформатирован под NTFS, в загрузочный сектор записывается код, соответствующий NTFS. Задача кода загрузочного сектора - предоставить Windows информацию о структуре и формате тома и считывать из его корневого каталога файл Ntldr. После считывания Ntldr в память код загрузочного сектора передает управление в точку входа Ntldr. Если код загрузочного сектора не может найти Ntldr в корневом каталоге тома, он выводит сообщение об ошибке:
"BOOT: Couldn't find NTLDRP" (FAT)
"NTLDRP is missing" (NTFS)
Ntldr начинает свою работу когда система функционирует в реальном режиме(real mode) x86. В реальном режиме трансляция между виртуальными и физическими адресами не осуществляется, поэтому программы, использующие какие-либо адреса памяти, интерпретируют их как физические. В этом режиме доступен лишь первый мегабайт физической памяти компьютера; в нем выполняются простые программы MS-DOS. Однако первое, что делает Ntldr, - переключает систему в защищенный режим (protected mode). На этой стадии трансляция между виртуальными адресами и физическими по-прежнему отсутствует, но становится доступным полный объём памяти. Переключив систему в защищённый режим, Ntldr может работать со всей физической памятью. После того как он создает таблицы страниц, число которых достаточно для доступа к нижним 16Мб памяти с подкачкой, Ntldr включает поддержку подкачки страниц. Защищенный режим с подкачкой страниц страниц является нормальным режимом работы Windows.
С этого момента Ntldr может работать в полнофункциональном режиме. Но при доступе к IDE-дискам и дисплею Ntldr всё ещё зависит от функций загрузочного кода, которые на непродолжительное время отключают подкачку страниц и возвращают процессор в режим, позволяющий выполнять сервисы BIOS. Если диск, содержащий загрузочный или системный том, является SCSI-устройством и недоступен через BIOS, Ntldr загружает файл Ntbootdd.sys и использует его функции доступа к диску вместо аналогичных функций загрузочного кода. Ntbootdd.sys - это экземпляр минипорт-драйвера SCSI, применяемый Windows для полноценного доступа к загрузочному диску. Затем Ntldr с помощью встроенного кода файловой системы считывает из корневого каталога файл Boot.ini. В отличие от кода загрузочного сектора код Ntldr способен читать и подкаталоги.
Далее Ntldr очищает экран. Если в корневом каталоге системного тома присутствует допустимый файл Hiberfil.sys, Ntldr считывает его содержимое в память и передает управление коду в ядре, восстанавливающему спящую (hibernated) систему. Этот код отвечает за перезапуск драйверов, которые были активны на момент выключения системы. Hiberfil.sys считается допустимым, только если при последнем выключении компьютер был переведён в спящий режим.
Если в файле Boot.ini имеется более одной записи о доступных для загрузки операционных системах, Ntldr выводит загрузочное меню.(Если в файле Boot.ini только одна запись, Ntldr пропускает загрузочное меню и сразу выводит стартовый индикатор процесса загрузки). Информация из Boot.ini адресует Ntldr к разделу, в котором находится системный каталог Windows(обычно \Windows). Этим разделом может быть как загрузочный, так и другой главный раздел.
Если запись Boot.ini ссылается на MS-DOS, Ntldr считывает в память содержимое файла Bootsect.dos, переключается обратно в 16-разрядный реальный режим и вызывает из Bootsect.dos код MBR. В результате код из Bootsect.dos выполняется аналогично коду, считанному MBR с диска. Код из Bootsect.dos инициирует процесс загрузки, специфичный для MS-DOS. Так же происходит загрузка Windows 95\98\Me если они установлены вместе с поздними версиями Windows.
Записи Boot.ini могут включать ряд необязательных параметров, интерпретируемых Ntldr и другими компонентами в процессе загрузки. Полный список этих параметров ниже. В Windows XP появилась утилита bootcfg.exe, которая предоставляет консольный интерфейс для задания ряда параметров. Любые параметры, включаемые Boot.ini, сохраняются в параметре реестра HKLM\System\CurrentControlSet\Control\SystemStartOptions
