Værket hadde til å begynne med en rekke driftsproblemer, bla annet fordi malmen fra gruvene på skogen var tungsmeltelig, i motsetning til den senere brukte malmen fra Storsjøen og myrene. Jernverket fikk en ny start i 1739 takket være økonomiske oppgangstider og statlige privilegier. Privilegiene innebar blant annet at Odals Værk kunne pålegge bøndene innenfor en radius på fire mil, kalt cirkumferensen, å bringe trekull mot rimelig betaling, og at ingen sagbruk i dette området kunne produsere trelast annet enn til eget bruk. Værket slapp toll og skatter, og arbeiderne skulle slippe militærtjeneste. I 1755 fant man malm på bunnen av Storsjøen, som ble den viktigste malmkilden sammen med Ramsøygruvene i Brandval, Trautgruvene i Nord-Odal og Spetalsgruvene ved Vinger. I tillegg skaffet Værket malm fra Arendal.

I gruvene ble malmen drevet ut ved hjelp av fyrsetting: Fjellet ble varmet opp med ved, og varmen i seg selv sørget for at fjellet ble sprøtt og kunne hakkes ut. Krutt ble hovedsakelig benyttet når gruvene skulle avsynkes, dvs gjøres dypere. Det var både dyrt og farlig, og forårsaket mange ulykker. Huset der kruttet ble oppbevart: Krutthuset er den eneste bygningen fra selve jernverksdriften som fortsatt er bevart.

På jernverket ble malmen smeltet i masovnen, som var en høy, sylinderformet innretning murt opp av stein og sand. Man fylte jernmalm i masovnen sammen med trekull som smeltet malmen. Det rødglødende, flytende jernet skilte seg fra slagget og rant ut i bunnen av masovnen. Der tappet man jernet i former for å støpe ovner, gryter, dørbeslag og andre produkter, samt smeltestykker som senere ble bearbeidet til for eksempel spikre. Jernverket produserte foruten spiker, også kanonrør og beslag til dører og vinduer. Viktigst var likevel de rikt dekorerte vedovnene i støpejern, som man fortsatt finner en del av spredt rundt på Østlandet. Man skapte motivene til ovnsplatene ved hjelp av utskårede treplater som ble presset ned i den hardpakkede, fine sanden i bunnen av støpeformene før jernet ble helt oppi.