雌激素在子宫肌瘤的生长过程中起着关键作用。研究发现，平滑肌瘤的有丝分裂在黄体期开始活跃，在月经期维持在高水平。卵巢激素可通过细胞因子或生长因子发挥促子宫肌瘤生长的作用。雌激素亦可调节这些生长因子及细胞因子的基因表达，并影响其他基因的转录。这些细胞因子及生长因子的异常增生能促进有丝分裂，引起细胞增殖，使细胞外基质得以累积。

雌激素受体能促进子宫肌瘤生长。有学者应用显性负雌激素受体基因，转录产生杂二聚体，能阻断正常的雌激素杂二聚体与细胞核上ERE结合，阻断雌激素的作用。结果表明，子宫肌瘤细胞凋亡增加，肌瘤生长停止。

另外，子宫肌瘤中含有芳香化酶，自身能合成雌激素。子宫肌瘤组织中芳香化酶的含量远远超过正常肌层。体外实验表明，刺激芳香化酶的活性能促使肌瘤细胞增生，抑制芳香化酶活性则抑制其增生。用雄烯二酮培养子宫平滑肌细胞可使甾体激素前体转变成为雌酮，雌酮需转变为雌二醇才能充分发挥其作用，芳香化酶在这个过程中起到了关键作用。