Η ωοληψία γίνεται στο χειρουργείο, σε αποστειρωμένο περιβάλλον. Η γυναίκα υποβάλλεται σε «μέθη», δηλαδή ο αναισθησιολόγος της χορηγεί μια πολύ ελαφριά ενδοφλέβια νάρκωση. Έτσι, κατά τη διάρκεια της ωοληψίας δεν αισθάνεται καθόλου πόνο.
Η ωοληψία γίνεται με τη βοήθεια υπερήχου που επιτρέπει στο γιατρό να βλέπει τα ωοθηλάκια σε κάθε ωοθήκη. Με μια ειδική βελόνα γίνεται η αναρρόφηση των ωοθηλακίων. Το ωοθηλακικό υγρό συλλέγεται και ελέγχεται κάτω από το μικροσκόπιο από τον/την εμβρυολόγο. Τα ωάρια εντοπίζονται, συλλέγονται και μεταφέρονται σε ειδικά τρυβλία (εργαστηριακά πιατάκια) που περιέχουν καλλιεργητικό μέσο. Στη συνέχεια τοποθετούνται σε ειδικούς επωαστές στις κατάλληλες συνθήκες θερμοκρασίας, υγρασίας κλπ.
Μετά την ωοληψία, η γυναίκα ξεκουράζεται για λίγο πριν πάει στο σπίτι. Συνήθως δε νιώθει πόνο, αλλά αν παρόλα αυτά χρειαστεί, τότε μπορεί να πάρει ένα απλό παυσίπονο, π.χ. παρακεταμόλη.
Σε σπάνιες περιπτώσεις, υπάρχει πιθανότητα να μην παραχθούν καθόλου ωάρια μετά τη διέγερση των ωοθηκών. Τότε ο κύκλος εξωσωματικής γονιμοποίησης διακόπτεται. Επίσης σε σπάνιες περιπτώσεις, μπορεί οι ωοθήκες να ανταποκριθούν υπερβολικά στα φάρμακα. Τότε παράγουν πάρα πολλά ωοθυλάκια. Αυτό ονομάζεται «υπερδιέγερση ωοθηκών» και η γυναίκα έχει συμπτώματα όπως ναυτία, έμετο και κοιλιακό πόνο.
