Комбинируя стальные заготовки с разным содержанием углерода с последующей сваркой, складыванием и проковкой, кузнецы управляли свойствами получаемого материала. Железо, как правило, мягко и легко поддаётся деформации, высокоуглеродистая сталь же тверда и (при надлежащей термообработке) упруга. Комбинируя железо и высокоуглеродистую сталь, получали материал, который восполнял недостатки обеих исходных сталей. Так возникало чередование слоёв металла с очень высоким и очень низким содержанием углерода. Первые при закалке приобретали большую твёрдость, а вторые, напротив, не закаливались вовсе и служили амортизирующей подложкой. Мягкие железные слои не давали металлу быть слишком хрупким, а высокоуглеродистые слои придавали нужную упругость и остроту. Диффузия углерода также усредняла в какой-то мере его распределение в заготовке.

Изготовление катаны состоит из множества этапов и может длиться до нескольких месяцев. В начале куски стали сорта тамахаганэ складываются вместе, заливаются глинистым раствором и посыпаются золой. Это необходимо для удаления из металла шлака, который в процессе плавления выходит из него и впитывается глиной и золой. После этого куски стали раскаляют, чтобы дать им соединиться друг с другом. Затем полученный блок проковывают молотом: его расплющивают и складывают, затем снова расплющивают и опять складывают — и так удваивают количество слоев (при 10 складываниях 1024 слоя, при 20 — 1048576)