การคูณ เลข 2 จำนวน x, y ที่มีขนาด n หลัก เราสามารถเขียน x, y ใหม่ โดยใช้ จำนวน m โดยที่ m<n โดยที่เราจะเลือก m = n/2

x = x110m+x0y = y110m+y0

ดังนั้น x คูณ y จะได้เป็น

xy = ( x110m+x0) (y110m+y0)
xy = x1 y1102m+ (x1 y0+ x0 y1)10m+ x0 y0

กำหนดให้

A = x1y1B = x0y0C = (x1+x0)(y1+y0)

จะได้

xy = A102m+(C-A-B) 10m+B
ซึ่งจะเห็นได้ว่าเกิดการคูณกันแค่ 3 ครั้ง คือ A, B, C เกิดการบวกกัน 4 ครั้ง ลบกัน 2 ครั้ง โดยที่การบวก และการลบใช้เวลาคงตัวโดยใช้เวลาเป็นเชิงเส้น
ดังนั้น ประสิทธิภาพเชิงเวลา ของขั้นตอนวิธีของคาราซูบา โดยที่ n เป็นจำนวนหลักคือ
T (n) = 3T (n/2) +O (n)
โดยที่ 3T (n/2) มาจาก 3 คือการที่เราแบ่งแล้วเกิดการคูณกัน 3 ที n/2 มาจากที่เราแบ่งจำนวนหลักของข้อมูลเป็นครึ่งหนึ่ง
จาก T (n) = 3T (n/2) +O (n) เราสามารถใช้ master theorem ลดรูปจนได้ T (n) = O (nlog 3/log 2) ≈ O (n1.58)