Секреторна фаза менструального циклу починається безпосередньо після овуляції і триває до початку менструації (в середньому 12-16 днів). Основна роль секреторною фази полягає в підготовці слизової оболонки матки до імплантації яйцеклітини. У цю фазу активно функціонує жовте тіло, стероідогенние клітини якого секретують етсрадіол-17B, ес-трон і прогестерон.

Основною умовою нормального перебігу секреторною фази є висока концентрація прогестерону в плазмі крові. Прогестерон спільно з естрогенами діє на клітини залоз слизової оболонки матки, викликаючи в них секрецію. В секреті залоз підвищується рівень глікогену, глікопротеїнів, гліколіпідів, які необхідні для підтримки метаболізму заплідненої яйцеклітини і сприяють її впровадження в слизову оболонку стінки матки. Якщо не відбувається запліднення яйцеклітини і матковий цикл не завершується вагітністю, менструальна жовте тіло піддається лютеолізу. Це викликає зниження секреції клітинами жовтого тіла естрогенів і прогестерону і, як наслідок, зменшення концентрації в плазмі крові жінки змісту цих гормонів. Зниження концентрації естрогенів і прогестерону в плазмі крові викликає у слизовій оболонці функціонального шару міо-метрія підвищення тонусу гладком'язових клітин спіральних артерій, їх скручування і зменшення просвіту. В результаті ішемії ендометрія виникає його некроз з наступним менструальним кровотечею.