In der nun folgenden Tiefschlafphase entspannt sich unser Körper vollends, der Herzschlag wird langsamer, der Blutdruck niedriger und die Körpertemperatur sinkt um circa 1,5 Grad. Auch die Aktivität des Gehirns reduziert sich und wir beginnen das am Tag Erlebte zu verarbeiten und alles Wichtige abzuspeichern. Mit der anschließenden Traumphase sind die visuellen und emotionalen Bereiche des Gehirns besonders aktiv. Der Blutdruck wird wieder höher, das Herz schlägt wieder schneller und die Atemfrequenz nimmt erneut zu, gleichzeitig bleibt aber die Muskulatur weiter entspannt. Wir beginnen zu träumen. In dieser Phase bewegen sich die Augen unter den geschlossenen Lidern sehr schnell hin und her. Deshalb bezeichnet man die Traumphase auch als REM-Schlaf – die Rapid Eye Movement-Phase. Im Laufe der Nacht steigt dann über die verschiedenen aufeinander folgenden Schlafzyklen das Stresshormon Cortisol stetig weiter an. Dadurch wird das Gehirn immer wacher, bis wir schließlich vollends aufwachen. Die Aufwachphase dauert in der Regel bis zu 20 Minuten.