[Plik:Cell cycle.png|thumb|200px| ]]
Faza S (
ang. synthesis – synteza) – dochodzi do
replikacji DNA, czyli do podwojenia ilości kwasu deoksyrybonukleinowego (z 2c do 4c, gdzie c oznacza ilość DNA). Poza tym zachodzi synteza
histonów, a pod koniec fazy replikacja
centriol. Proces ten u człowieka zachodzi zazwyczaj w ciągu 8 godzin.