Objetivo Avaliar o efeito das células-tronco mesenquimais sobre a fertilidade na endometriose retrocervical experimental. Métodos Um total de 27 coelhas da raça Nova Zelândia foram divididas em três grupos: endometriose, em que os implantes endometriais foram criados; mesenquimal, em que as células-tronco mesenquimais foram aplicadas complementarmente à criação implantes endometriais; e controle, sem endometriose. O teste exato de Fisher foi realizado para comparar variáveis dicotômicas qualitativas entre os grupos. As variáveis quantitativas foram comparadas pelos testes não paramétricos de Mann-Whitney e Kruskal-Wallis. O teste de Mann-Whitney foi utilizado para a comparação múltipla pós-hoc com correção de Boniferroni. Resultados em relação ao início do período fértil, os grupos endometriose, mesenquimal e controle tiveram medianas de 14 ± 12,7; 40 ± 5; e 33 ± 8,9 dias, respectivamente (p = 0,005). Sobre a taxa de fertilidade (número de gravidezes), os grupos endometriose e controle mostraram uma taxa de 77,78%, enquanto o grupo mesenquimal mostrou uma taxa de 11,20% (p = 0,015). Não foram observadas diferenças na classificação histológica de Keenan entre os grupos (p = 0,730). No que diz respeito à aparência macroscópica das lesões, o grupo mesenquimal mostrou maiores adesões pélvicas. Conclusão O uso de células-tronco mesenquimais na endometriose contribuiu negativamente para a fertilidade, sugerindo o papel dessas células no desenvolvimento da doença.