Durante essa fase, os organismos não aumentam significativamente em número, porém apresentam metabolismo ativo: crescem em tamanho, sintetizam enzimas e incorporam várias moléculas provenientes do meio.

Durante essa fase, os organismos dividemse em sua velocidade mais rápida, um intervalo regular e geneticamente determinado, denominado tempo de geração. A população de organismos duplica a cada tempo de geração, ocorrendo crescimento da população em uma taxa exponencial.

Durante essa fase, a divisão celular diminui até o ponto em que novas células são produzidas na mesma velocidade com que as células antigas morrem.

Durante essa fase, o meio contém uma quantidade limitada de nutrientes e pode apresentar quantidades tóxicas de metabólitos. Além disso, o suprimento de oxigênio pode tornar-se inadequado para os organismos aeróbicos, podendo ocorrer alterações prejudiciais do pH.

Durante essa fase, as condições do meio se tornam cada vez menos favoráveis para a divisão celular; muitas células perdem a sua capacidade de sofrer divisão e, consequentemente, morrem.