Jedes Softwareprojekt beginnt mit einer Analysephase, die eine Machbarkeitsstudie und eine Anforderungsdefinition umfasst. In der Machbarkeitsstudie wird das Software-Projekt bezüglich Kosten, Ertrag und Realisierbarkeit eingeschätzt. Aus der Machbarkeitsstudie gehen ein Lastenheft (eine grobe Beschreibung der Anforderungen), ein Projektplan und die Projektkalkulation hervor sowie ggf. ein Angebot für den Auftraggeber.
Anschließend folgt eine detaillierte Anforderungsdefinition, die eine Ist-Analyse und ein Soll-Konzept beinhaltet. Während Ist-Analysen den Problembereich skizzieren, wird im Soll-Konzept definiert, welche Funktionen und Eigenschaften das Software-Produkt bieten muss, um den Anforderungen gerecht zu werden. Zu den Ergebnissen der Anforderungsdefinition gehören beispielsweise ein Pflichtenheft, eine detaillierte Beschreibung, wie die Anforderungen an das Projekt zu erfüllen sind, sowie ein Plan für Akzeptanztest.
Abschließend sieht die erste Phase des Wasserfallmodells eine Analyse der Anforderungsdefinition vor, in der komplexe Probleme in kleine Teilaufgaben zerlegt und entsprechende Lösungsstrategien erarbeitet werden.