Durant la phase lutéale, après l'ovulation, les cellules de la granulosa forment en 2-3 jours le corps jaune. Les cellules lutéinisées du corps jaune (cellules lutéinisées de la granulosa et les cellules de la thèque interne) sécrètent surtout de la progestérone, mais aussi des œstrogènes. La progestérone empêche le développement d'autres follicules tertiaires. S'il survient une grossesse, alors le corps jaune continue son développement jusqu'à une taille de 3 cm et reste actif environ 6 mois (corps jaune gravidique). Dans l'autre cas, il disparaît après 8 à 10 jours (lutéolyse).