Při řezání laserem tavením se obrobek lokálně nataví a poté proudí plynem ven. Protože k přenosu materiálu dochází pouze v jeho kapalném stavu, nazývá se proces řezání laserovým tavením.
Laserový paprsek spojený s vysoce čistým inertním řezným plynem vytlačuje roztavený materiál pryč od zářezu, zatímco samotný plyn se procesu řezání neúčastní. Laserové řezání tavením může dosáhnout vyšších řezných rychlostí než řezání odpařováním. Energie potřebná k odpařování je obvykle vyšší než energie potřebná k roztavení materiálu. Při řezání tavením laserem je laserový paprsek absorbován pouze částečně. Maximální řezná rychlost se zvyšuje s rostoucím výkonem laseru a klesá téměř nepřímo s rostoucí tloušťkou plechu a teplotou tavení materiálu. Pro daný výkon laseru jsou limitujícími faktory tlak plynu v řezu a tepelná vodivost materiálu. Řezání tavením laserem může u železných a titanových materiálů vytvářet řezy bez-oxidu. Hustota výkonu laseru, který způsobuje tavení, ale nikoli odpařování, je mezi 10⁴ W/cm² a 10⁵ W/cm² pro ocel.
