Los estudios más recientes sobre la inseminación intrauterina sugieren que los mejores resultados se obtienen cuando la inseminación coincide con la ovulación inducida con medicamentos que promueven la fertilidad. Por lo tanto, después de los estudios que deben realizarse, el primer paso del tratamiento en la IIU es similar al de otros métodos de reproducción asistida en lo que respecta al control y a la estimulación de la ovulación mediante la administración de hormonas de la reproducción. Las tasas más altas de éxito se han obtenido con los medicamentos que promueven la fertilidad conocidos como "gonadotropinas".

Debido a que los medicamentos que promueven la fertilidad pueden producir varios óvulos, el monitoreo es importante durante esta fase del tratamiento - para evitar efectos secundarios y/o el riesgo de un embarazo múltiple. El monitoreo del tratamiento se lleva a cabo por medición de las concentraciones de hormonas en muestras de sangre y mediante el monitoreo del desarrollo de los folículos a través del ultrasonido. La presencia de muchos folículos implica la producción de demasiados óvulos, lo cual aumenta el riesgo de un embarazo múltiple - en consecuencia, el objetivo de la IIU usualmente consiste en generar no más de tres óvulos. (La estimulación ovárica en la IIU es distinta a la de la FIV: en la IIU se pretende estimular sólo un folículo dominante, mientras que en la FIV el objetivo consiste en producir la mayor cantidad de óvulos posible para su fertilización en el laboratorio).

Cuando dos o tres folículos alcanzan el tamaño requerido, la ovulación se induce con una inyección adicional de hormonas (hCG). Luego, poco después del momento de la ovulación, se prepara una muestra de semen fresco (producido ese mismo día) y se coloca en la parte superior del útero de la mujer utilizando para ello una sonda fina. El procedimiento casi no produce dolor.