雌二醇会导致经期头痛，这是由于女性在月经前后，血清中的雌二醇浓度降低，引起颅内外血管及子宫血管对某些因素如5-羟色胺等物质更敏感，从而引起血管张力的变化，使一部分对此敏感的患者发生头痛，月经后，血清中雌二醇浓度回复至正常，病人的头痛亦可缓解。还有一种可能性存在，雌激素（包括雌二醇）可通过刺激泌乳素分泌，进而直接或间接地刺激前列腺素分泌，而前列腺素作用于血管，引起血管的收缩和扩张，这种变化由于雌激素的影响也呈现周期的变化，从而激发头痛发作。