Al producirse la unión primaria entre la zona pelúcida y el espermatozoide, se desencadena la reacción acrosómica en varios puntos de la cabeza del espermatozoide. Esto produce una fusión entre la membrana plasmática del ovulo y la membrana externa del acrosoma, liberando el contenido de este al medio externo y dejando al espermatozoide protegido por la membrana acrosomal interna.
El contenido de la vesícula o acrosoma, está compuesto esencialmente por enzimas hidrolíticas como la hialuronidasa, acrosina y tripsina, las cuales ayudan al espermatozoide a avanzar por la zona pelúcida (disolviendo la matriz intercelular de las células que rodean al ovocito) a razón de 1 μm/min hacia el ovolema; además de proteínas que ayudan a la fusión de la membrana interna del acrosoma a esta capa con la consecuente liberación del contenido del espermatozoide (mitocondrias, flagelo, núcleo condensado y centrosoma del cuello) al citoplasma del ovocito. Las mitocondrias y el flagelo serán degradados, mientras que el resto de componentes tendrán importante función en la concepción.
Es necesario que se produzca una correcta capacitación previa del espermatozoide para que se produzca esta reacción acrosómica. También algunas glicoproteínas de la zona pelúcida inducen la activación de la reacción acrosómica (ZP3), y se ha demostrado que otras participan en la interacción entre las membranas (ZP2).
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