Fig. Schemat budowy główki plemnika a) przed reakcją akrosomową b) po reakcji akrosomowej.

Związanie plemnika na osłonce przejrzystej przez ZP3 spełniającego rolę receptora indukuje reakcję akrosomową. Polega ona na fuzji błony plazmatycznej główki plemnika i zewnętrznej błony akrosomowej.  Prowadzi to do egzocytotycznego uwolnienia z akrosomu licznych enzymów (hialuronidaza, neuraminidaza, kwaśna fosfataza, akrozyna), które trawią osłonkę przejrzystą.
Indukcja reakcji akrosomowej prawdopodobnie zachodzi przy współudziale białek G znajdujących się w błonie komórkowej plemnika. Stymulacja receptora ZP3 uaktywnia reakcję białka G oraz powoduje depolimeryzację błony plemnika (z -60mV
do - 30 mV). Następuje aktywacja kanałów wapniowych, napływ pozakomórkowego Ca²⁺ i w efekcie wzrost poziomu wewnątrzkomórkowego Ca²⁺ w plemniku.
Po związaniu się z białkiem receptorowym ZP3 w plemniku obserwowany jest także stały wzrost pH (z 6,6 do 7,0). Warunkuje to kaskadę wewnątrzkomórkowych reakcji prowadzących do uwalniania wewnątrzkomórkowych zapasów wapnia. Alkalizacja plemnika w odpowiedzi na związanie z ZP3 prowadzi do aktywacji kalmodulinozależnej cyklazy adenylanowej, fosfatazy białkowej, kinazy białkowej A, kinazy tyrozynowej i fosfolipazy A2. Fosfolipaza A2 odpowiedzialna jest za rozłożenie fosfatydylocholiny na lizofosfatydylocholinę i kwas arachidonowy, które wywołuja fuzję zewnętrznej błony akrosomowej z błoną komórkową plemnika. Odsłonięcie wewnętrznej błony akrosomu powoduje uwidocznienie białka PH20 wiążącego się z receptorem ZP2 osłonki przejrzystej. Białkowy receptor ZP2 stabilizuje związanie plemnika po ukończeniu reakcji akrosomowej.