A fase secretora do endométrio coincide com a fase luteínica do ovário, que induz a formação do corpo lúteo que se degenera se ocorrer uma gravidez. O ovário apresenta aumento da secreção de progesterona, o que estimula o desenvolvimento de glândulas uterinas e a acumulação de glicogênio, e o endométrio torna-se espesso, bem vascularizado e de aspecto esponjoso em razão das ações combinadas do estradiol e da progesterona, de maneira que, se não ocorrer uma implantação, inicia-se a descamação do endométrio.