Takrat se srčni utrip spečega že upočasni, dihanje je umirjeno. Zadnji dve fazi trajata od 30 do 50 minut, preden gredo možgani spet skozi 2. stopnjo in nato skozi pet- do desetminutno fazo spanja, ki je znana tudi kot REM (rapid eye movement ali hitro premikanje oči). V tej fazi tudi sanjamo in možgani se zdijo skoraj budni.