Khi virus xâm nhập vào tế bào, virus sẽ nhân lên thành hàng nghìn virus mới. Để sinh sản, virus ép buộc tế bào vật chủ sao chép DNA hoặc RNA của virus, tạo ra protein của virus, sau đó lắp ráp tạo thành nhiều hạt virus mới.[35]

Vòng đời của virus trong các tế bào sống gồm sáu giai đoạn cơ bản nối tiếp nhau:[36][37]

• Hấp phụ (hay bám dính) là sự liên kết của virus với phân tử đặc hiệu trên bề mặt tế bào. Tính đặc hiệu này hạn chế virus xâm nhập vào nhiều loại tế bào. Ví dụ, virus suy giảm miễn dịch ở người (HIV) chỉ lây nhiễm vào tế bào T của người, vì protein bề mặt gp120 chỉ có thể hấp phụ với CD4 và nhiều phân tử khác trên bề mặt tế bào T. Virus thực vật chỉ có thể gắn vào tế bào thực vật và không thể lây nhiễm cho động vật. Cơ chế này đã ủng hộ quan điểm rằng virus chỉ có khả năng lây nhiễm vào tế bào mà chúng có khả năng sinh sản.
• Xâm nhập sau khi hấp phụ; virus xâm nhập vào tế bào chủ bằng hình thức nhập bào hoặc hòa màng với tế bào.
• Cởi áo (hay giải phóng lõi) xảy ra bên trong tế bào khi vỏ capsid của virus bị enzyme virus hoặc enzyme tế bào chủ phá hủy, giải phóng acid nucleic của virus.
• Tổng hợp (hay sao chép) là giai đoạn mà một tế bào sử dụng RNA thông tin của virus để tạo ra protein cho virus sử dụng.
• Lắp ráp diễn ra trong tế bào khi các protein virus và acid nucleic mới lắp ráp theo khuôn mẫu tạo thành hàng trăm hạt virus mới.
• Giải phóng xảy ra khi virus được giải phóng khỏi tế bào. Phần lớn trường hợp, tế bào sẽ bị vỡ ra (ly giải). Một số virus như HIV giải phóng một cách nhẹ nhàng hơn nhờ quá trình nảy chồi.