一旦确定适合进行试管婴儿治疗，女性将开始接受药物刺激卵巢产生多个卵子。常用的药物有促性腺激素，这类药物能够促进卵泡发育，故而增加取卵时可获得的成熟卵子数量。阐述想法，医生会根据患者的具体情况调整用药剂量，并通过定期B超监测卵泡生长情况来确保较好效果。当卵泡达到一定大小后，医生会在局部麻醉或轻度镇静状态下进行取卵手术。此过程通过阴道穿刺进入卵巢，使用细针抽取含有卵子的液体。接下来，在实验室中由专业人员分离并识别出卵子。
同一时间，男方需提供新鲜精液样本用于后续操作。技术人员会对精子进行特殊处理以提高其活力及浓度。接续行动，有两种主要方式使精子与卵子结合：
传统IVF方法：将处理后的精子加入到卵子周围，让它们自然相遇完成受精过程。卵胞浆内单精子注射：适用于男性严重少弱畸精子症等情况，此时医生会选择单个优质精子直接注入卵细胞内完成人工受精。受精成功后，形成的胚胎将在实验室中继续培养3至5天。这段时间内，医生会密切观察胚胎发育情况，并根据质量挑选最优质的胚胎准备移植。
通常选择在第三天或第五天进行胚胎移植。医生会使用一根柔软导管将胚胎送入子宫腔内，整个过程无痛且无需麻醉。移植后，患者需要保持平躺休息一段时间，并按医嘱服用黄体酮支持早期妊娠。为了提高着床率，通常建议在移植后持续服用黄体酮等药物来维持体内黄体功能，直到怀孕确认为止。大约两周后，可以通过血液HCG检测来判断是否成功怀孕。