Nelle fosse di digestione, composte da due camere, il fango che si deposita sul fondo viene decomposto lentamente tramite contatto con il surnatante. Le sostanze disciolte contenute nelle acque fuoriescono con lo scarico. Il rendimento di abbattimento è un po’ superiore a quello delle fosse di chiarificazione che si limita al 20-30%, grazie al periodo di permanenza più lungo dei fanghi nella fossa.