La terapia cognitivo-comportamentale (CBT) ha dimostrato di essere efficace nel trattamento del PMDD ed è consigliata come coadiuvante del trattamento con SSRI. La CBT è un approccio terapeutico "evidence-based" per il trattamento della depressione e si focalizza sul legame tra umore, pensieri e azioni al fine di aiutare i pazienti a risolvere problemi e sintomi attuali. I risultati di alcuni confronti tra gruppi di soggetti trattati con CBT e gruppi trattati con CBT più SSRI o solo con SSRI, hanno mostrato che i gruppi trattati con CBT hanno avuto un significativo miglioramento dei sintomi della sindrome premestruale. Attraverso la pratica della CBT, i pazienti sono maggiormente in grado di riconoscere e modificare le problematiche ricorrenti così come i modelli di pensiero e comportamento che interferiscono con il buon funzionamento dell'individuo o che peggiorano i sintomi depressivi.