当子宫内膜腺体及间质侵入子宫肌层时，称子宫腺肌症，约一半合并子宫内膜异位症。弥漫性子宫腺肌症典型的症状是经量过多、经期延长和逐渐加重的进行性痛经。妇科检查子宫呈均匀增大或有局限性结节隆起，质硬且有压痛，经期压痛更明显。没有症状的子宫腺肌症有时候与子宫肌瘤不容易鉴别。
子宫腺肌症的治疗应根据患者的症状、年龄和生育要求而定，目前无根治性的有效药物。对于症状较轻、有生育要求及近绝经期的患者，可试着用达那唑、孕三烯酮或者是亮丙瑞林来进行缓解症状，但需要注意药物的副作用，并且停药后症状可再出现。在用亮丙瑞林治疗时应注意患者骨丢失的风险，可以给予添加钙剂补充。年龄年轻或希望生育的子宫腺肌瘤患者可试行病灶挖除术，但术后有复发的风险。对于症状严重无生育要求或药物治疗无效者应该行全子宫切除术，是否保留卵巢取决于卵巢有无病变和患者的年龄。