Không phải hành vi sinh sản ở tất cả các loài cá piranha đều đã được biết hết, mà chỉ có vài loài được quan sát ngoài tự nhiên. Hầu hết những gì chúng ta biết về hành vi sinh sản của cá piranha đều được quan sát trong hồ nuôi, và cho đến nay, chỉ có một vài loài được cho sinh sản thành công. Các loài Pygocentrus nattereri (bao gồm cả biến thể địa phương "Ternetzi"), Serrasalmus maculatus, Serrasalmus spilopleura, và vài loài mới gần đây (2002) Pygocentrus cariba đã sinh sản thành công trong hồ cảnh. Hơn nữa, vài loài khác như Serrasalmus rhombeus đã sinh sản thành công trong các hồ kính công cộng và sở thú.

Mô tả dưới đây dựa trên quan sát về sự sinh sản của loài Pygocentrus nattereri, loài được nuôi phổ biến nhất trong hồ cảnh. Nhưng cũng có thể áp dụng cho những loài khác cùng chi, và có lẽ cho cả những chi khác, mặc dù sự ghép cặp và sinh sản ở chi Serrasalmus có thể khác, bởi vì hầu hết các loài đều sống đơn độc và rất hung dữ ngay cả với chính đồng loại của chúng. Người ta đoán rằng các loài thuộc chi Serrasalmus tiết ra một loại hormone để hấp dẫn những cá thể thành thục đến sinh sản và do đó làm giảm mức độ hung dữ.

Việc kích thích sinh sản trong mọi trường hợp là cần thiết. Trước tiên, hồ phải thật yên tĩnh. Bên cạnh đó, cá phải thích nghi với nhau (nghĩa là bầy cá phải được nuôi chung từ lâu và phát triển các mối quan hệ xã hội). Ngoài ra, chất lượng nước phải đảm bảo (không có amoniac và nitrat, độ pH phù hợp và nhiệt độ khoảng 28 độ C), và hồ phải đủ rộng để cá có khả năng bắt cặp và xây dựng lãnh thổ riêng mà không bị tác động quá nhiều. Điều cuối cùng nhưng rất cần thiết là sự may mắn…

Khi cặp cá sẵn sàng đẻ trứng, chúng chiếm một lãnh thổ riêng và đuổi tất cả cá khác đi. Màu cá trở nên sẫm lại, hành vi trở nên rất hung dữ. Trong lãnh thổ của mình, cặp cá xây tổ dưới đáy, chúng dọn sạch cây thuỷ sinh và đá… bằng cách quẫy lắc đuôi đẩy rác ra xa tổ. Khi tổ đã sẵn sàng, cá đực kè cá cái vào phía trên tổ. Cá cái đẻ trứng ở đó và cá đực nhanh chóng thụ tinh cho trứng.

Sau khi sinh sản, cá đực canh tổ và đuổi tất cả cá khác tiến lại gần. Đôi khi cá cái bỏ đi nhưng cũng đôi khi nó ở lại giúp canh tổ. Trứng thụ tinh có màu vàng sẽ nở sau 2-3 ngày. Noãn hoàng cung cấp dinh dưỡng cho cá bột trong vài ngày đầu tiên. Vài ngày sau chúng bắt đầu bơi lội tự do. Tốt nhất nên vớt cá con ra và đem nuôi trong hồ riêng. Vào giai đoạn này, cá bố mẹ vẫn bảo vệ bầy con rất dữ dội vì vậy hãy hết sức cẩn thận khi hút cá bột.