Размножение осьминогов в естественной среде обитания происходит следующим образом: 2

1. Спаривание. 1 Обычно происходит осенью (октябрь–декабрь) во время миграций к берегам или уже в прибрежной зоне. 1 Самец спаривается обычно с самкой крупнее себя. 1
2. Откладка яиц. 1 Между спариванием и откладкой яиц проходит до полутора месяцев. 1 Перед нерестом самка полностью и навсегда прекращает питаться. 1
3. Обустройство гнезда. 2 Самка выбирает просторную нору, очищает её и откладывает там яйца. 1 Гнездо представляет собой ямку в грунте, обложенную валом из камней и ракушек. 2
4. Откладка яиц. 1 Яйца вымётываются по ночам, их откладка продолжается до 2 недель. 1 Самка сплетает стебельки яиц вместе и склеивает их особым застывающим в воде клеем, так что образуется длинный шнур из 150–250 яиц. 1 Множество (до 300–350) таких шнуров она приклеивает этим же клеем к потолку норы. 1 Всего в кладке бывает от 20–30 до 75–100 тысяч яиц. 1
5. Уход за яйцами. 2 Самка постоянно находится на яйцах, перебирает их, омывает струёй воды из воронки, очищает и охраняет от врагов. 1
6. Инкубационный период. 1 В умеренно тёплых водах северо-запада США и западной Канады он длится 5–7 месяцев, в Беринговом море — до 1,2–2 лет. 1
7. Вылупление яиц. 1 Вылупление всей массы яиц растягивается на 40–60 суток. 1 Почти сразу после вылупления последних яиц предельно истощённая длительным голоданием самка погибает. 1 Самец умирает ещё раньше, после спаривания. 1

Самки глубоководных осьминогов проводят рядом с кладкой несколько лет, так как из-за низкой температуры воды развитие яиц происходит особенно долго. 2