Vo fáze fyzického návrhu musíme logický návrh previesť do podoby skutočného hardvéru a systémového softvéru, pomocou ktorého budeme aplikáciu a databázu implementovať. Pokiaľ sú špecifikácie aplikácií napísané tak dobre, že sa dajú priamo implementovať, nemusíme po procedurálnej stránke robiť takmer nič. Veľká práca nás ale čaká pri špecifikácii hardvéru, na ktorý budeme cieľovú aplikáciu a databázu inštalovať – súčasťou týchto špecifikácií sú taktiež odhady potrebných kapacít procesorov, diskových zariadení a šírky komunikačného pásma siete, v ktorej systém pobeží.

Na strane databázy znamená fyzický návrh implementáciu normalizovaných relácií, navrhnutých v predchádzajúcej fáze logického návrhu do prostredia konkrétneho relačného databázového systému. Konkrétne tak musíme napísať alebo vygenerovať príkazy jazyka DDL pre definíciu potrebných databázových objektov, vrátane klauzúl SQL, ktoré definujú fyzické umiestenie tabuliek a indexov. Uskutočňuje sa tu taktiež predbežná analýza potrebných databázových dopytov, pri ktorých odhadujeme, aké ďalšie indexy budú v databáze pre dosiahnutie rozumného výkonu potrebné. Podstatným výstupom tejto fázy sú príkazy jazyka DDL pre vytvorenie vývojových databázových objektov, s ktorými budú vývojári pracovať pri testovaní aplikačných programov počas následnej konštrukčnej fázy.