Nas mulheres, o FSH estimula o crescimento folicular e, juntamente com o LH, estimula a secreção de estrógenos e a ovulação. Após a ovulação, acredita-se que o FSH e o LH sejam responsáveis pela transformação do folículo rompido em corpo lúteo e influenciam a secreção da progesterona. A FSH humana é segregada pelas células gonadotrópicas do lobo anterior da hipófise em resposta ao hormônio liberador de gonadotrofina (GnRH) secretado pelo hipotálamo médio basal. Tanto o FSH quanto o LH são secretados de forma pulsátil; contudo, isso é menos evidente no FSH, talvez por causa da sua meia-vida mais prolongada na circulação. Os níveis de FSH em circulação variam em resposta ao estradiol e à progesterona. Em um ciclo menstrual normal, um ligeiro pico de FSH é observado por volta do fim da fase lútea (provavelmente desencadeado por uma queda no estradiol e na progesterona que eliminou o efeito de feedback negativo). Isto dá início ao crescimento e à maturação dos folículos ovarianos. Em seguida, os níveis da FSH caem e permanecem baixos por toda a fase folicular (devido ao feedback negativo do estradiol e da progesterona produzidos pelo folículo em desenvolvimento). Na metade do ciclo, a GnRH gera um aumento nos níveis de FSH. A função deste pico de FSH na metade do ciclo é desconhecida. Após este aumento, o FSH é inibido durante a fase lútea pelo feedback negativo do estradiol.
