L'ovulazione è il momento durante il quale l'ovocita viene espulso dalle ovaie e avviene di norma attorno al quattordicesimo giorno del ciclo mestruale (cioè, mediamente, dai 16 ai 12 giorni prima dell'inizio del flusso mestruale), in corrispondenza di un picco di ormoni LH e estrogeni.
Quando il follicolo ovarico raggiunge le sue massime dimensioni (all'incirca 20 mm di diametro) provoca un rigonfiamento visibile sulla superficie dell'ovaia che prende l'aspetto di un'area avascolare, biancastra chiamata stigma. A questo punto il follicolo è separato dalla cavità peritoneale soltanto da uno strato di cellule sottilissimo.
La rottura del follicolo è provocata dall'azione di enzimi litici (plasmina, collagenasi).
La pressione del liquido contenuto nel follicolo si riduce gradatamente e perciò la rottura dello stigma non è un fenomeno esplosivo: l'ovocita, circondato da alcune cellule del cumulo ooforo (che vanno a formare la corona radiata) viene espulso lentamente dall'ovaia insieme al liquido antrale. A questo punto le fimbrie dell'ovidotto, che nel periodo dell'ovulazione si sono avvicinate alle ovaie, catturano l'ovocita e lo spingono all'interno dell'ovidotto.
Al momento dell'ovulazione anche la membrana propria che separava la teca dalla granulosa si rompe, vascolarizzando la granulosa e formando un coagulo al centro di quel che resta del follicolo ovulato.
Oltre all'ovocita, viene rilasciato anche il liquor folliculi: uno dei suoi componenti è un ormone, la follicolina, che è responsabile in parte dell'appetito sessuale e della proliferazione cellulare.
Inizia così la trasformazione di questa struttura in corpo luteo.