随后各个四分体都排列在细胞中央，各由着丝点附着在纺锤丝上。由于附着在着丝点上的纺锤丝不断地收缩变短，不久四分体平分为二（联会的同源染色体彼此分开），各受所附着的纺锤丝的牵引，分别向细胞的两极移动。接着，细胞分裂开来，一个初级精母细胞分裂成两个次级精母细胞。这样，次级精母细胞中染色体的数目只有初级精母细胞的一半（每个染色体仍含有两个染色单体，着丝点仍然是一个）。这是精子形成过程中的第一次分裂，在这次细胞分裂过程中，染色体的数目减少了一半。
第一次分裂以后，紧接着就进行第二次分裂。这时候两个次级精母细胞中每个染色体的着丝点分裂为二，两个染色单体完全分开，各有一个着丝点。这样，两个染色单体就成为两个染色体了。由于纺锤丝的牵动，两个染色体分别向细胞的两极移动。接着细胞分裂开来，两个次级精母细胞分裂成四个细胞（精子细胞）。精子细胞只含有数目减少一半的染色体。至此，减数分裂完成。精子细胞经过变形，形成精子。
调节睾丸生精功能的垂体激素主要是由腺垂体分泌的黄体生成素（lh）和卵泡刺激素（fsh）。lh主要作用于睾丸间质细胞，而fsh主要作用于生精细胞和支持细胞，因此就存在垂体-间质细胞轴和垂体-曲细精管轴两种调节机制。
