Stateful Inspection-firewalls houden de status van netwerkverbindingen bij. Als een interne machine een verbinding tot stand brengt met een host op het openbare netwerk (bijvoorbeeld een webverzoek), registreert de firewall dit. Wanneer vervolgens een retourpakket (bijvoorbeeld de webpagina) afkomstig is van het openbare netwerk, controleert de firewall of dit overeenkomt met de eerder geregistreerde uitgaande verbinding. Als dit het geval is, wordt het inkomende verkeer toegestaan. Als dit niet het geval is (wat betekent dat het ongevraagd inkomend verkeer is), wordt dit geblokkeerd. Dit voorkomt ongeautoriseerde inkomende verbindingen.