In der nächsten Phase, der Follikelreifung, wird die innere Schicht der Gebärmutter wieder aufgebaut. Das passiert durch ein Hormon namens Östrogen. Gleichzeitig sorgt ein Teil des Gehirns, die Hypophyse, dafür, dass das follikelstimulierenden Hormons (FSH) freigesetzt wird. Dieses Hormon regt das Wachstum von etwa 20 bis 25 kleinen Bläschen in den Eierstöcken an. Diese Bläschen heißen Follikel und in jedem ist eine unreife Eizelle. Aber nur ein Follikel wächst vollständig heran, bis er etwa zwei Zentimeter groß ist, während die anderen absterben. In dieser Phase sinkt der Östrogenspiegel und zwei andere Hormone (FSH und LH) steigen an. Dadurch kommt es zum Eisprung, bei dem die reife Eizelle aus dem Eierstock freigesetzt wird und vom Eileiter aufgenommen wird. Die Eizelle kann dann für etwa 24 Stunden befruchtet werden. Wenn das nicht passiert, stirbt sie ab.

In der vierten Phase, die man auch als Ischämische Phase bezeichnet, baut sich der Gelbkörper nach etwa 10 bis 12 Tagen ab, wenn keine Befruchtung stattgefunden hat. Dadurch sinkt der Progesteronspiegel stark ab, was die Menstruation auslöst und den Start eines neuen Zyklus bedeutet. Diese Phase wird oft als Teil der Sekretionsphase angesehen.