Gdy wszelkie możliwe metody zapłodnienia zawiodą, a para marzy o dziecku, wyjściem z sytuacji może być zapłodnienie metodą in vitro. Jest to coraz powszechniejszy sposób na powiększenie rodziny, choć mocno krytykowany przez Kościół katolicki.
Zabieg In vitro poprzedza terapia hormonalna. Kobieta przez około 2 tygodnie przyjmuje pigułki, których celem jest stymulacja produkcji komórki jajowej. W tym czasie wykonuje się także badania krwi oraz USG, dzięki czemu można określić najlepszy moment na pobranie komórki. Podczas zabiegu komórki jajowe zostają połączone z plemnikami. Gdy w wyniku zapłodnienia pojawią się zarodki, umieszcza się je następnie w macicy. Jeśli zabieg się powiedzie i nastąpi ich zagnieżdżenie, można zdiagnozować, ze kobieta jest w ciąży. Pierwsze zapłodnienie metodą in vitro miało miejsce w 1973 roku, jednak dopiero w roku 1978 r. zabieg ten zakończył się szczęśliwie porodem. Wówczas na świat przyszły zdrowe trojaczki.
Zapłodnienie metodą in vitro, mimo, iż jest coraz popularniejsze, nie daje wyjątkowo dużych szans na powodzenie. Wyniki zależne są od wieku pacjentki. Kobiety w grupie 35 lat i mniej, mają największe szanse na powodzenie, chociaż to i tak jest zaledwie 28 – 30 %. Im kobieta jest starsza, tym szanse maleją. Często zdarza się, że pomimo udanego zapłodnienia, kobieta nie jest w stanie donosić ciąży. Istnieje możliwość powtórzenia zabiegu nawet do sześciu razy. Wówczas szansa na poczęcie się zwiększa. Niestety wiele par nie może sobie pozwolić na dalsze próby, ponieważ koszt takiego zabiegu jest wysoki, wynosi ok. 8-10 tys. złotych, dlatego też wielu osób zwyczajnie na to nie stać.
Istnieje ryzyko powikłań na skutek prowadzonej przed zabiegiem kuracji hormonalnej. Dochodzi wówczas do zespołu hiperstymulacji jajników. Mogą wówczas utworzyć się na jajnikach torbiele. Może się także zwiększyć ryzyko zachorowalności na nowotwór. Zdarzają się także powikłania ciąży, które najczęściej objawiają się powstaniem ciąży bliźniaczej lub mnogiej. Zwiększa się także ryzyko wewnątrzmacicznego obumarcia płodu. Ze względu na możliwość wystąpienia ciąży mnogiej istnieje większe ryzyko wystąpienia mózgowego porażenia dziecięcego.
Mimo ryzyka i trudności in vitro jest obecnie najefektywniejszą metodą sztucznego zapłodnienia; dla wielu par jedyną drogą do przyjścia na świat ukochanego dziecka.