Sie entsteht dadurch, dass mehr Kaliumionen aus der Zelle ausströmen als Natriumionen eingeströmt sind und dadurch das Potential auf ungefähr -100mV absinkt. Dieses Phänomen bezeichnet man als Hyperpolarisation. Während dieser Zeit werden wieder die Pumpen aktiv und stellen wieder das RMP her. Da sie auch für das Rückpumpen der Ionen eine Zeitspanne von 0,5 bis 2 ms benötigen, kann während dieser Zeit ein Aktionspotential entstehen, dass jedoch nicht mit der vollen Amplitude über das Axon wandert. Diese Zeitspanne wird als relative Refraktärzeit bezeichnet. Aufgrund dieser Zeiten ist es möglich, dass maximal zwischen 500 und 1000 Aktionspotentiale pro Sekunde über ein Axon wandern können.