Процесс агрегации заключается в присоединении активированных тромбоцитов, находящихся в токе крови, друг к другу и ранее фиксированным в области повреждения.

Основным рецептором агрегации является GPIIb-IIIa (интегрин αIIbβ3). После активации тромбоцита GPIIb-IIIa значительно повышает свою аффинность по отношению к фибрину и меняет антигенную структуру (что свидетельствует о значительных конформационных изменениях). После этого происходит соединение тромбоцитов, опосредованное фибрином и фактором Виллебранда.
Вследствие распространения активирующего сигнала на агрегированные тромбоциты, удаленные от места повреждения, образуется толстый слой тромбоцитов, армированный фибрином.
Этот процесс лежит в основе образования тромбоцитарного тромба. По мере удаления от зоны повреждения концентрация агонистов активации и агрегации тромбоцитов снижается и соответственно уменьшается активация тромбоцитов.
Дистально расположенные частично активированные тромбоциты отрываются от сгустка и возвращаются в кровоток. Таким образом, периферическая дезагрегация тромбоцитов предотвращает неограниченный рост сгустка.