Rotacijsko vrtanje vključuje uporabo velikega svedra na koncu votle cevi. Sveder je sestavljen iz zelo močnih jeklenih koles, običajno v kompletu treh, ki so pritrjeni na konec cevi ali iz trdnega svedra, ki ga je mogoče obložiti z diamanti. Ko se cev vrti v krogu, se vrtalni sveder obrne in žveči zemljo in kamenje. Rotacijsko vrtanje je sposobno vrtati veliko dlje skozi zemljo kot katera koli druga oblika vrtanja.
Votla cev, pritrjena na sveder, omogoča črpanje tekočine v cev in navzdol do vrtljivega svedra. Ta tekočina naredi tri stvari. V prvi vrsti hladi sveder, saj rotacijsko vrtanje skozi kamnino ustvarja veliko toplote. Tekočina prav tako maže nastavek in cev, da lahko lažje prehaja skozi zemljo in kamnino. Morda je najbolj koristna lastnost tekočine ta, da pomaga prenašati rezan kamen in zemljo na površje skozi cev, kar omogoča rotacijski vrtalni napravi neprekinjeno rezanje in premikanje navzdol, ne da bi se ustavili pri čiščenju luknje.
Vrsta vrtine določa, kakšna vrsta vrtalne tekočine bo uporabljena. Najpogostejša vrsta vrtalne tekočine se imenuje blato – ta tekočina je pomešana z koščki gline in pomaga pri tesnjenju ohišja vrtanja na zemljo. To je pomemben korak, saj lahko ohišje, ki pušča, povzroči veliko težav in poškoduje območje okoli vodnjaka. Pri vrtanju vrtine s sladko vodo vrtalna posadka ne bi uporabljala slane vode, saj bi lahko onesnažila sladko vodo. Nasprotno pa lahko pri rotacijskem vrtanju skozi podzemna nahajališča soli sladka voda, ki se uporablja kot vrtalna tekočina, povzroči erodijo soli in porušitev vrtine.
Mazanje svedra je pomembno. Prežgan ali pregret sveder ne bo prerezal kamnine tako hitro kot svež in oster sveder. Sveder je mogoče spremeniti, vendar je to dolgotrajen trud. Za zamenjavo svedra je treba vso vrtalno cev, znano kot vrtalna struna, odstraniti del za odsekom, dokler svedra ne doseže površine. Skrbno načrtovanje območja, ki ga je treba vrtati, lahko prepreči, da bi vrtalnik prehitro potisnil skozi zemljo.