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La prolactina aumenta la secreción de leche de la glándula mamaria. Entre sus efectos sobre las células de los alvéolos mamarios está un aumento de la síntesis de lactosa y una mayor producción de proteínas lácteas como la caseína y la lactoalbúmina. Si bien es cierto que la concentración de prolactina es elevada antes del parto, la secreción de leche solo tiene lugar después de este, dado que la elevada cantidad de estrógenos y progesterona en la mujer embarazada tiene un efecto inhibidor sobre la secreción láctea. Cuando los niveles de estas hormonas decaen después del embarazo, se produce la lactación.
La prolactina tiene también un efecto inhibitorio sobre la secreción de gonadotropinas, de manera que su hipersecreción puede provocar ausencia de la menstruación en la mujer.