La rullatura profonda (anche nota come deep rolling) è simile alla lucidatura con rullo per quanto riguarda la deformazione e l'influenza positiva sulle caratteristiche della zona superficiale di un componente. Tuttavia, è l'unico processo per aumentare la resistenza alla fatica che combina 3 effetti benefici: la generazione di tensioni di compressione residua, lavorazione a freddo nello strato superficiale del materiale e la levigatura della superficie del componente, eliminando così i micro-intagli.

Questa combinazione può migliorare la resistenza a fatica fino a cinque volte e quindi aumentare significativamente la vita utile di un componente. La rullatura profonda è particolarmente consigliata per i componenti sottoposti a sollecitazioni dinamiche durante il funzionamento e che possono quindi essere distrutti dalla fatica del materiale.
Rispetto a processi industriali alternativi (ad esempio la pallinatura), la rullatura profonda genera costi e investimenti inferiori ed è adatta a quasi tutte le superfici metalliche. Gli utensili per la rullatura profonda possono essere utilizzati sulle macchine utensili esistenti (convenzionali e a controllo numerico) e possono essere integrati perfettamente nella sequenza produttiva esistente. Un pezzo può essere rullato in profondità con un'unica impostazione direttamente dopo la lavorazione iniziale. I costi di allestimento e di trasporto possono essere eliminati, così come la necessità di acquistare macchinari specifici e generalmente costosi (ad esempio le rettifiche). Questo processo può essere utilizzato con un'ampia varietà di componenti per aumentare la resistenza a fatica o consentire di realizzare particolari più leggeri, visto il miglioramento delle caratteristiche meccaniche dei materiali.
Tutti i processi meccanici (ad esempio la pallinatura), termici (ad esempio la tempra al laser) e termochimici (ad esempio la nitrurazione) per aumentare la resistenza alla fatica di un pezzo possono essere sostituiti dalla rullatura profonda.