Gọi T(n) là thời gian chạy của thuật toán sắp xếp trộn.

Với n = 1, dòng lệnh 2 trả lại ngay dãy gốc A, do đó T(1) = 1.

Trường hợp tổng quát

- Tại bước chia (dòng 5), cần O(1) thời gian để thực hiện.

- Các dòng 6, 7 sẽ mất 2T(n/2) thời gian.

- Dòng lệnh 8 thực hiện trộn hai dãy với thời gian O(n).

Tổng kết lại chúng ta các công thức sau tính thời gian T(n).

T(1)=1

T(n) = 2T(n/2) + O(n), n > 1     (1)

Không mất tổng quát, giả sử tồn tại hằng số C > 0 sao cho:

T(n) = 2T (n/2)+ Cn, n > 1        (2)

Các công thức (1), (2) được gọi là công thức truy hồi để tính độ phức tạp thời gian T(n)của thuật toán trộn.

Người ta tính được: T(n) = O(nlogn).