Diğer dinozorlar ve hayatta kalan günümüzdeki kuş akrabaları gibi Tyrannosaurus rex'i cinsel olarak çoğaldı. Daha sonra dişi, yeni doğan tiranoosaurların çıkacağı döllenmiş yumurtaları bıraktı.
Fosil kayıtları, genel olarak tirannozorların veya dinozorların üremesi hakkında pek çok ipucu sunmadığından, bilim adamlarının dinozor çiftleşme alışkanlıkları hakkında bildiklerinin çoğu, benzer şekilde çoğalabilecek modern hayvanları gözlemlemekten kaynaklanmaktadır. Bir erkeğin Tyrannosaurus rex gibi büyük bir hayvanda dişi gübrelemesi için garip bir sorun haline gelmesi, yalnızca zürafalar ve filler gibi günümüzün büyük hayvanları için çiftleşme prosedürü ile anlaşılabilir. Yerine konulduktan sonra, en olası cinsel üreme yöntemi kloaktan, kuşlarda da mevcut olan idrar yapma, dışkılama ve ayrıca döllenme için kullanılan bir delikti. Spermin erkekten dişiye geçmesi, kuşlarda olduğu gibi, sadece birkaç saniye sürebilir.
Yumurta koyarken, hem kuşlar hem de Tyrannosaur'lardaki dişiler medüller kemik oluşturur. Bu kemik çok yüksek kalsiyum içeriğine sahiptir ve her iki türdeki yumurta kabukları yapmak için kullanılır. Bu keşif, bilim adamlarının dişi ve erkek dinozor iskeletleri arasında ayrım yapmalarına yardımcı oldu.
Bir Tyrannosaurus rex'in hayatında kuluçka öncesi ve sonrasında yumurtlanan yumurta miktarı ve yetişkin varlığı hakkında daha az şey bilinmektedir. Bazı su merceklerinin (Seismosaurus) 20 ila 30 yumurta bıraktığını ve onları gözetimsiz bıraktıklarına dair güvenilir kanıtlar var. Bu, iki veya üç kuluçkahanede hayatta kalma oranını sağlayabilir. Ördek gagalı dinozor Maiasaura gibi diğerleri, azgelişmiş gençlerden yararlanır ve yürüyene kadar onlara özen gösterirdi. Tyrannosaur young doğruca kabuğun dışına yürüyüp koşabilirdi ve diğer sauropodlar gibi, büyük olasılıkla büyük yumurta pençelerinden doğarlardı. Ancak, bilim adamları belirsizdir.
