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En la diástole ventricular es posible distinguir dos fases, una primera de relajación activa, y otra posterior de relajación pasiva. Durante la primera fase de llenado ventricular, existe una fase rápida de relajación ventricular activa en relación con la recaptación de Ca++ por el retículo sarcoplásmico. En este período, la velocidad de relajación depende del nivel de estado inotrópico y de propiedades intrínsecas de la relajación dependientes de la precarga y la poscarga. Así, un efecto inotrópico positivo acorta la sístole y aumenta la velocidad de relajación, lo que se denomina efecto lusotrópico. Un efecto similar se obtiene aumentando la frecuencia cardíaca debido al efecto inotrópico positivo de la taquicardización (relación fuerza-frecuencia). Otro factor importante en esta primera fase de llenado ventricular es el gradiente de presión existente entre las aurículas y los ventrículos en el momento en que se abre la válvula AV.

La relación entre la presión y el volumen diastólico ventricular no es lineal, sino que sigue una línea curva .Para valores bajos de presión telediastólica del ventrículo izquierdo, la curva presenta una pendiente suave, en la que grandes cambios de volumen causan pequeños cambios de presión. En el límite superior de la presión diastólica normal, la pendiente de la curva es más pronunciada y se hace exponencial, lo que indica que, al aumentar progresivamente el volumen de la cavidad ventricular, la distensibilidad ventricular disminuye y el ventrículo se hace más rígido. Cuanto mayor es la distensibilidad, mayor es el incremento de volumen para un mismo incremento de la presión y viceversa.