子宫内膜分泌期是处于月经周期的第15-28天，与卵巢周期中的黄体期相对应。黄体分泌孕激素、雌激素，可以使增殖的子宫内膜继续增厚，腺体增长弯曲，出现分泌现象，血管迅速增加，更加弯曲，间质疏松并水肿。此时子宫内膜增厚并且松软，含有丰富的营养物质，有利于受精卵着床。整个分泌期又分为三个时期，即分泌早期、分泌中期和分泌晚期，主要分析如下：
一、分泌早期：也就是月经周期的第15-19日，这个时期内膜腺体更长，弯曲更明显，腺上皮细胞开始出现含糖原的核下小空泡，间质水肿，螺旋小动脉继续增生弯曲。
二、分泌中期：相当于月经周期第20-23天，子宫内膜较前更厚，并呈锯齿状，腺体内分泌的上皮细胞顶端膜破裂，细胞内的糖原异入腺体，称为顶浆分泌。内膜的分泌还包括血浆渗出，血液中许多重要的免疫球蛋白与上皮细胞分泌的结合蛋白结合，进入子宫内膜腔。子宫内膜的分泌活动，在月经中期LH高峰后第七天达到高峰，此时和囊胚的植入是同步状态。这个时期间质更加的疏松、水肿，螺旋小动脉进一步增生并卷曲。
三、分泌晚期：相当于月经周期第24-28天，这个时期也就是月经来潮前期，相当于黄体退化的阶段。该期子宫内膜呈海绵状，厚度可以达到10mm左右。