在正式取卵之前，医生会根据女性的具体情况制定个性化的促排卵方案。
这一阶段，女性需要注射促排卵药物，促使多个卵泡伴随地发育成熟，增加获得优质卵子的机会。在此期间，医生会定期通过B超监测卵泡的生长情况，并调整药物剂量。当卵泡发育达到一定标准后，医生会选择合适的时间进行取卵手术。取卵手术一般在麻醉下进行，医生通过阴道超声引导下的细针穿刺卵巢，吸取卵泡液，由此推进特需。整个过程大约需要1530分钟，术后患者需要短暂休息观察，确认无异常后即可回家。与卵子类似，试管婴儿中使用的精子通常来自男方。
在取卵当天或前一天，男方需提供新鲜精液样本，实验室技术人员会对精液进行处理，筛选出活力强、形态正常的精子用于受精。对于精子质量不佳或其他原因无法提供合格精液的男性，也可以选择使用精液库提供的捐的精子。这种情况下，医生会根据患者的需要和要求，挑选合适的精子供体。取卵和取精完成后，实验室技术人员会在显微镜下将精子和卵子放置在同一培养皿中，让其自然结合完成受精过程。对于某些精子质量问题严重的病例，可能需要采用单精子注射技术，直接将单一精子注入卵细胞内，提高受精率。
受精后的卵子会在实验室条件下继续培养，观察其分裂情况。一般情况下，受精后第3天可发展为8细胞阶段的早期胚胎；第56天则可形成囊胚。医生会根据胚胎的质量和数量，选择最优质的胚胎进行移植。