Es la primera fase. Se le llama folicular porque se desarrollan los folículos que albergarán en un futuro al óvulo. Para el desarrollo de ellos, el organismo envía una señal al cerebro para comenzar la producción de la hormona (FSH), los folículos comienzan a desarrollarse y a producir estrógeno. Cada ciclo se selecciona un folículo (dominante) donde madurará el óvulo, que crecerá hasta alcanzar alrededor de 20 mm, después se romperá y liberará el óvulo maduro hacia la trompa de Falopio.

La ovulación es el proceso del ciclo menstrual por el que un folículo ovárico maduro libera un óvulo. El proceso de ovulación es controlado por el hipotálamo y mediante la secreción de hormonas por el lóbulo anterior de la glándula pituitaria: la hormona luteinizante (LH) y la hormona estimuladora del folículo (FSH). Para entender mejor la ovulación conviene conocer todo el ciclo menstrual. Este ciclo consta de tres partes:

El nivel de estrógeno en el organismo sigue aumentando, causando un rápido incremento de la LH. Este aumento provoca la secreción de enzimas proteolíticas que degradarán el tejido folicular permitiendo que finalice el proceso de maduración del óvulo y su liberación, hecho conocido como "ovulación". La ovulación suele producirse entre 24 y 36 horas después del aumento de LH, por lo que la hormona LH es un factor de medición del periodo de máxima fertilidad y saber los días fértiles de la mujer.

Tras la ovulación, se inicia la fase lútea donde se desarrolla el cuerpo lúteo que durará hasta que se produzca un posible embarazo o la menstruación, iniciándose el siguiente ciclo. El óvulo, tras liberarse, viaja a través de la trompa de Falopio hacia la matriz. Tras la ovulación el folículo comienza a contraerse pero sigue produciendo progesterona y comienza a producir estrógeno con el fin de seguir preparando el útero para recibir al embrión.

Si se produce la fecundación del óvulo y el embrión se implanta con éxito (paso que suele ocurrir alrededor de una semana después de la fecundación) el organismo comienza a producir la gonadotropina coriónica humana (hCG), conocida como la hormona del embarazo, que mantendrá el folículo activo, y que puede provocar algunos de los síntomas del embarazo. De esta manera seguirá produciendo estrógeno y progesterona para evitar que se desprenda el revestimiento del útero.

Si no se produce la fecundación, el folículo se contrae, los niveles de estrógeno y progesterona disminuyen provocando que el grueso revestimiento del útero se desprenda y se rompan los vasos sanguíneos, provocando una hemorragia, que es la menstruación.