La fase de almacenamiento, en el proceso de memorización, es aquella que ocurre entre la fase de codificación y la fase de recuperación. Tal como lo específica su nombre, esta fase hace referencia al periodo en que el cerebro almacena la información.
Luego de que la información percibida por los sentidos es codificada para su ingreso a la memoria, esta información debe ser conservada en el tiempo, para que esté lista en el momento en que el cerebro desee recuperarla.
En esta fase de almacenamiento, la información o representación es guardada en la memoria de modo estable y permanente. Sin embargo, la modalidad en que dicha información es retenida es heterogénea, ya que podría guardarse de manera verbal, no verbal, episódica, etc.
Lo que realmente ocurre en esta fase es la creación de un registro permanente de la información codificada. De esa manera podremos volver sobre ella sin mayores problemas. Dentro de este registro, la información nueva se almacena de acuerdo a nuestros intereses, por ello, cuando algo nos resulta más interesante será más sencillo de recordar.