Für ihre Anwendung benötigt man ein Schlüsselwort und das Vigenère- Quadrat, ein rechteckiges Schema, in dem in allen Zeilen das Alphabet steht, jeweils um eine Position verschoben.
Zum Chiffrieren wird das Schlüsselwort zyklisch über den Klartext geschrieben. Die Verschlüsselung des einzelnen Klartextbuchstaben erfolgt durch seine Verknüpfung mit dem entsprechenden Schlüsselwortbuchstaben anhand des Vigenère- Quadrats.
Im folgenden Beispiel wird die Meldung "Truppenabzug nach Osten" mit dem Schlüsselwort Licht verschlüsselt:
| Schlüsselwort | L | I | C | H | T | L | I | C | H | T | L | I | C | H | T | L | I | C | H | T | L |
| Klartext | t | r | u | p | p | e | n | a | b | z | u | g | n | a | c | h | o | s | t | e | n |
| Geheimtext | E | Z | W | W | I | P | V | C | I | S | F | O | E | H | V | S | W | U | A | X | Y |
Zur Chiffrierung des ersten Klartextbuchstaben t mit dem Schlüsselwortbuchstaben L sucht man im Vigenère-Quadrat in der Zeile 11, die mit dem Buchstaben L beginnt die Spalte t und findet dort den Geheimtextbuchstaben E. Der Schlüsselbuchstabe über dem r ist ein I und verweist auf die achte Zeile des Vigenère-Quadrats. In der Spalte r findet man das Z.
Um die Nachricht zu entschlüsseln, braucht man das Schlüsselwort. Man geht umgekehrt vor, im Vigenère-Quadrat sucht man in der Zeile des Schlüsselwortbuchstaben jeweils die Spalte, in der der Geheimtextbuchstabe steht.
Da das Schlüsselwort im Beispiel aus fünf verschiedenen Buchstaben besteht, springt man zwischen fünf verschiedenen Zeilen hin und her. Ein entscheidener Vorteil gegenüber der monoalphabetischen Chiffrierung besteht darin, dass die Vigenere - Verschlüsselung nicht mit der Häufigkeitsanalyse zu knacken ist, da die Buchstaben unterschiedlich ersetzt werden.
Man könnte annehmen, dass das Vigenere- Verfahren wegen seiner Sicherheit sich rasch in Europa ausgebreitet hätte. Doch das Gegenteil ist der Fall. Schnell geriet das Verfahren in Vergessenheit, weil im 17. Jahrhundert die monoalphabetische Verschlüsselung meist vollkommen ausreichend war und das Vigenere- Verfahren als zu aufwändig und zu kompliziert galt.