Thép không gỉ duplex (các loại thép D2, D4, D6 và D8) có cấu trúc vi mô hai pha, bao gồm các hạt thép không gỉ austenitic và ferritic (thường từ 40% đến 60%). Loại thép này có hàm lượng crom cao hơn và hàm lượng niken thấp hơn so với thép austenitic. Thép không gỉ duplex có độ bền cao và tính từ mạnh. Nó cũng có khả năng chống ăn mòn xuất sắc, và so với thép không gỉ austenitic A1 đến A5, thép duplex có khả năng chống nứt do ăn mòn ứng suất tốt hơn nhiều.
Về khả năng chống ăn mòn lỗ và ăn mòn kẽ hở, D2 có khả năng tương đương với A2; D4 tương đương với A4. D6 có khả năng chống ăn mòn tốt hơn so với A4 và D4. D8 có khả năng chống ăn mòn tương đương với A8.