按元素由小到大排列，直接插入排序主要过程如下：选取一个元素，从已经有序的序列的最后一个元素开始由后向前查找插入的位置，如果该元素<前面的元素则交换位置，直到该元素>=前面的元素。如对5、4、3、2、1排序过程如下：
1、 由于4<5，则序列变成4、5、3、2、1，比较次数为1次，交换次数为1次；
2、 4、3、5、2、1；3、4、5、2、1，比较次数为2次，交换次数为2次；
3、 3、4、2、5、1；3、2、4、5、1；2、3、4、5、1，比较次数为3次，交换次数为3次；
4、 2、3、4、1、5；2、3、1、4、5；2、1、3、4、5；1、2、3、4、5，比较次数为4次，交换次数为4次；
此时也是最坏的时间复杂度为
，交换次数也是一样；但如果给定的是一个基本有序的序列比如3、2、4、5、1，此时只需要比较7次，交换5次，比最坏情况要好一点。最好的情况是比如给定有序序列1、2、3、4、5，此时只需比较N-1次，交换0次。
直接插入排序是稳定的，就是因为由后向前查找插入的位置，比如3、3、4、5、1，第二个3不会跑到第一个3前面去。
由于直接插入排序的序列基本有序的时候会比最坏时间复杂度要好，也就是比选择排序的时间复杂度好，虽然交换次数比选择排序多，但是时间复杂度的权重比交换次数权重高，所以直接插入排序的效率会比选择排序快点。