Khi giao cấu, bạch tuộc đực dùng một tua đưa những bào tinh vào trong thân bạch tuộc cái. Tua giao cấu, thường là tua thứ ba bên phải, sẽ tách khỏi bạch tuộc đực trong thời gian giao cấu. Những con đực chết trong vòng vài tháng sau khi giao cấu. Những con cái có thể giữ tinh dịch trong thân chúng cho đến khi trứng trưởng thành. Sau khi được thụ tinh, bạch tuộc cái đẻ khoảng 10.000 đến 70.000 trứng (số lượng này tùy thuộc vào mỗi loại và mỗi cá thể). Bạch tuộc mẹ chăm sóc dàn trứng, bảo vệ chúng khỏi những loài thú ăn thịt và thổi nước qua trứng để cung cấp ôxy trong khoảng năm tháng (160 ngày) cho đến khi trứng nở [15]. Bạch tuộc mẹ không ăn trong suốt thời gian trên. Sau khi trứng nở, bạch tuộc mẹ chết và những con bạch tuộc con còn là ấu trùng mất một thời gian trong đám sinh vật trôi nổi, chúng ăn cua bể và ấu trùng sao biển cho tới khi chúng đủ lớn và chìm xuống đáy đại dương. Ở một số nơi sâu hơn, bạch tuộc con không trải qua quá trình này. Đây là một khoảng thời gian nguy hiểm cho những con bạch tuộc con vì chúng có thể bị những sinh vật khác ăn động vật trôi nổi tấn công.