Ciałko żółte cyklu ulega przekształceniu w ciałko żółte ciążowe (jeżeli dochodzi do zapłodnienia), u większości ssaków progesteron jest wydzielany także przez łożysko.
Ciałko żółte cyklu ulega zmianom atroficznym, jeżeli nie dochodzi do zapłodnienia.
Następuję jego luteoliza czyli rozwija się jego zwyrodnienie tłuszczowe. U zwierząt gospodarskich w procesie luteolizy bierze aktywny udział hormon PGF2alfa-prostaglandyna, wytwarzana w komórkach błony śluzowej macicy.
Luteoliza ciałka żółtego prowadzi do gwałtownego spadku stężenia progesteronu we krwi i zmian w ukrwieniu błony śluzowej macicy.
Następuje obumieranie rozbudowanej błony i rozwijają się procesy resorpcji. U naczelnych złuszczaniu błony towarzyszypękanie drobnych naczyń krwionośnych (krwawienie menstruacyjne).
Niski poziom estrogenów i progesteronu we krwi po luteolizie jest sygnałem dla podwzgórza do zwiększenia częstotliwowści uwalniania gonadoliberyny.