準備期
在細胞間期的G2期，核膜表面積增加，核孔復合體數量增加一倍。在真核生物中，如酵母，在細胞分裂過程中，核膜保持完整。紡錘體纖維要么在膜內形成，要么穿透膜但不將其撕裂。在其他真核生物(動物和植物)中，核膜必須在有絲分裂的前期階段分解，使有絲分裂紡錘體纖維能夠進入其中的染色體。裂解和重建的具體機制還不完全了解清楚。
裂解
在哺乳動物中，核膜可以在幾分鐘內分解，而這在有絲分裂的早期階段遵循一系列步驟。首先，M-Cdk的磷酸化核蛋白多肽和核膜被選擇性地從核孔復合物中運出。之后，其余的核孔復合物同時斷裂。不過現有生化證據表明核孔復合物分解成穩定的碎片，而不是分解成小的多肽碎片。M-Cdk還磷酸化了核層中的中間絲（支撐包膜的骨架），導致內層的分解。電子顯微鏡和熒光顯微鏡有力地證明了核膜被內質網-核蛋白所吸收，而在有絲分裂過程中，內質網中通常沒有發現內質網-核蛋白。
另外，除了在有絲分裂的前期階段核膜破裂之外，在細胞周期的間期階段，發生細胞遷移的哺乳動物細胞中，核膜也出現破裂。這種短暫的破裂可能由核變形引起。細胞質蛋白復合物組成的“運輸所需的內體分選復合物”（ESCRT）能快速修復破裂。在核膜破裂過程中，可能發生DNA雙鏈斷裂。因此，在受限環境中遷移的細胞的存活似乎依賴于有效的核包膜和DNA修復機制。
在核纖層蛋白病變的細胞和癌細胞中也觀察到異常的核膜破裂，這常常導致細胞蛋白質的錯位、微核的形成和基因組的不穩定性。
重建
在細胞周期中解聚的核膜的重建具體機制尚不清楚，但主要有以下兩種假說。
原核膜解聚成為的囊泡重新聚合生成新的核膜。
新的內質網吸收原本核膜解聚生成的囊泡，而后包被原本的核區，形成封閉膜，進而生成核膜。