小龙虾依靠雌雄异体交配、体内受精完成繁殖，整个繁殖过程分为亲虾交配、抱卵孵化、幼体独立发育三个阶段。
1 亲虾交配阶段。性成熟的小龙虾一般会在水温15℃以上的春末到秋季开始交配，体型健壮的雄虾会通过特化的交接器将精子送入雌虾的受精囊储存，精子可以在雌虾体内存活数月，等到雌虾排卵时才会完成受精。自然环境下的小龙虾多数一年繁殖一次，繁殖期大多集中在秋季。
2 抱卵孵化阶段。完成受精后雌虾会躲进水草缝隙、洞穴等隐蔽处开始排卵，排出的受精卵会牢牢黏附在雌虾腹部的游泳足上，雌虾进入抱卵阶段。单只雌虾的抱卵量根据个体大小从几十粒到上千粒不等，孵化时间受水温影响很大，水温稳定在20-25℃时，15-20天就能孵出幼虾，若是温度偏低的冬季，孵化周期会延长到2-3个月，孵化过程中雌虾会一直扇动游泳足给卵增氧、清理死卵，保障孵化成活率。
3 幼体发育阶段。刚孵化出的幼虾并不会立刻离开母虾，还会依附在雌虾腹部生活一周左右，依靠自身残留的卵黄获取营养，完成1-2次脱壳后才会离开母虾自主觅食。小龙虾属于变态发育，生长过程中需要不断脱壳长大，幼虾脱离母虾后，只要环境适宜、食物充足，2-3个月就能发育为性成熟的成虾，具备繁殖能力。