Tuổi thành thục của cá đực là 2 tuổi và cá cái 3 tuổi, trọng lượng cá thành thục lần đầu từ 2,5–3 kg. Trong tự nhiên chỉ gặp cá thành thục trên sông ở địa phận của Campuchia và Thái lan. Cá tra không có cơ quan sinh dục phụ (sinh dục thứ cấp), nên nếu chỉ nhìn hình dáng bên ngoài thì khó phân biệt được cá đực, cái. Mùa vụ thành thục của cá trong tự nhiên bắt đầu từ tháng 5-6 dương lịch. Cá có tập tính di cư đẻ tự nhiên trên những khúc sông có điều kiện sinh thái phù hợp thuộc địa phận Campuchia và Thái lan, không đẻ tự nhiên ở phần sông của Việt Nam. Bãi đẻ của cá nằm từ khu vực ngã tư giao tiếp hai con sông Mêkông và Tonlesap, từ thị xã Kratie (Campuchia) trở lên đến thác Khone, nơi giáp biên giới Campuchia và Lào. Nhưng tập trung nhất từ Kampi đến hết Koh Rongiev thuộc địa giới 2 tỉnh Kratie và Stung Treng.

Cá đẻ trứng dính vào giá thể thường là rễ của loài cây sống ven sông Gimenila asiatica, sau 24 giờ thì trứng nở thành cá bột và trôi về hạ nguồn. Trong sinh sản nhân tạo, ta có thể nuôi thành thục sớm và cho đẻ sớm hơn trong tự nhiên (từ tháng 3 dương lịch hàng năm), cá tra có thể tái phát dục 1-3 lần trong một năm. Sức sinh sản tuyệt đối của cá tra từ 200 ngàn đến vài triệu trứng. Sức sinh sản tương đối có thể tới 135 ngàn trứng/kg cá cái. Trong chăn nuôi hiện nay là cá bố mẹ hậu bị có nguồn gốc không rõ ràng, không được tuyển chọn và kích thước nhỏ. Đa số cá bố mẹ được tuyển chọn từ ao nuôi cá thịt chiếm tới hơn 57%, còn lại bắt từ tự nhiên và số rất ít từ con giống đã qua chọn lọc. Trong khi đó, kỹ thuật nuôi vỗ thành thục cá bố mẹ chưa đạt, còn tình trạng đẻ ép, khai thác quá mức bằng cách cho cá tra bố mẹ đẻ nhiều lần trong năm, nhất là khi giá cá tra giống nằm ở mức cao[6].