Kaliforniya Üniversitesi Paleontoloji Müzesi'ne göre, sefalopod üremesi diğer yumuşakçaların çoğunun üreme stratejilerinden büyük ölçüde farklıdır. Çoğu sefalopod, birçok basit yumuşakçada olduğu gibi hermafroditik olmak yerine, ayrı erkek veya kadın varlıklar olarak bulunur.
Döllenme gerçekleşmeden önce, çoğu sefalopodlar ayrıntılı kurban ayinlerine katılır. Bu ritüeller koreografiler hareketleri ve sert renk değişimlerini içerebilir. Dişi, erkeğin ilerlemelerini kabul ettikten sonra, bir mantoforu mantosuna veya vücut boşluğuna bırakır. Bu spermatophore transferi genellikle bir penis yardımı ile gerçekleşir, ancak bazı türlerin yerine tentacle kullanılır. Bazı türlerde, hektotylus adı verilen, bu amaca hizmet eden, oldukça değiştirilmiş bir dokunaç vardır. Pek çok türde, hectocotylus ayrılır ve dişinin içinde kalır.
Mürekkep balığı ve nautilus gibi birçok sefalopod üreme sonrası ölür. Ahtapotlar gibi diğerleri, ölmeden önce yumurtalarını bir süre kuluçkaya yatırdılar. Ahtapot yumurta grubunun çoğu, anne ölmeden önce yumurtadan çıkar. Küçük türlerin bazıları sadece bir yıl yaşarken, en büyük pelajik kalamar türü yaklaşık yedi yıl yaşar. Kısa bir süre sonra dişi yumurtaları sert bir yüzeye kümeler halinde bırakır. Genç sefalopodlar yetişkinlerin minyatür versiyonlarına çıkıyor.
