Esta fase también se llama progestativa, porque son secretadas cantidades importantes de progesterona. Tiene una duración constante de 14±2 días. Después de la ovulación la estructura folicular que queda en el ovario se reorganiza y se convierte en una glándula conocida como cuerpo lúteo. La vida autodeterminada del cuerpo lúteo hace que éste degenere a los 14 días y que termine un ciclo menstrual. Al final de la fase lútea los niveles de progesterona y estrógeno descienden y se produce la menstruación.