1-磷酸葡糖与尿苷三磷酸（UTP）反应生成尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG）和焦磷酸，UDPG可看作“活性葡萄糖”，在体内作为葡萄糖供体。
此反应可逆，由UDPG焦磷酸化酶催化。焦磷酸生成后，迅速被焦磷酸酶水解，使反应向糖原合成的方向进行。体内许多合成代谢都伴有副产物焦磷酸的生成，因此，焦磷酸的水解有利于合成代谢的进行。
第四步： 转移葡萄糖基，形成α-1,4-糖苷键。
UDPG的葡萄糖基不能直接与游离葡萄糖连接，而只能与糖原引物相连。糖原n 为原有的较小糖原分子，称为糖原引物，作为UDPG 上葡萄糖基的接受体。
在糖原合酶作用下，糖链只能延长，不能分支，生成α-1,4-糖苷键，即延长了一个葡萄糖，生成糖原n 1和UDP，此反应不可逆，糖原合酶是糖原合成途径的关键酶，UDP由ATP提供能量生成UTP，再循环利用。
糖原合成要点：
如下图所示，葡萄糖经己糖激酶或葡萄糖激酶（肝脏中）转变为G-6-P，G-6-P经变位酶转变成G-1-P，进行糖原合成，G-1-P与UTP在UDPG焦磷酸化酶作用下生成UDPG，与糖原引物，糖原合酶作用下合成糖原。
糖原分支的形成：
在糖原合酶的作用下，糖链只能延长，不能形成分支。当糖链长度达12-18个葡萄糖时，分支酶将一段糖链（约6-7个葡萄糖）转移到邻近糖链上，以a-1,6糖苷键相连，从而形成分支，如下图所示。
