环状DNA可以采取上述典型的DNA复制方式进行复制，即从复制起点开始，双向同时进行，形成θ样中间物，故又称"θ"型复制，最后两个复制方向相遇而终止复制。但有些环状DNA采用另个一种方式，即滚环复制。例如许多病毒DNA的复制、F因子在接合(conufgation)转移时其DNA的复制，以及许多基因扩增时都采用这种方式。

在以这种机制进行的复制中，亲代双链DNA的一条链在DNA复制起点处被切开，其5"端游离出来。这样，DNA聚合酶Ⅲ便可以将脱氧核糖核苷酸聚合在3"-OH端。当复制向前进行时，亲代DNA上被切断的5"端继续游离下来，并且很快被单链结合蛋白所结合。因为5"端从环上向下解链的同时伴有环状双链DNA环绕其轴不断的旋转，而且以3"-OH端为引物的DNA生长链则不断地以另一条环状DNA链为模板向前延伸，因而称为滚环复制。由于只有一条DNA链是完整的，因而在DNA解链时不会产生拓扑学上的问题，即未解链的双螺旋区不会产生超螺旋。当5"-端从环上解下来后不久，即与单链结合蛋白结合，以后可移动的引发体便在其上形成，以引发RNA引物的合成，然后由DNA聚合酶Ⅲ催化合成冈崎片段。这个过程与前述的DNA滞后链的合成一样。最后由DNA聚合酶Ⅰ切除RNA引物，并填充间隙构成完整的DNA链。5"端所以能从环上不断解链，主要是由于DNA聚合酶Ⅲ及引发体构成的复制体中的螺旋酶不停的向前移动所致。在这种复制方式中，DNA的延伸可以一直进行下去，产生的DNA链可以是亲代DNA单位长度的许多倍。这么长的DNA链是如何转变为单位长度的DNA分子的，目前尚不清楚。可能是由特异的内切酶切开产生单位长度的子代DNA。这些DNA可自身环绕，或保持线性分子状态