毛蚶大多为雌雄异体，个别为雌雄同体，生殖腺包在消化腺（内脏团）周围，性成熟时雌性性腺为桔红色，雄性性腺为乳白色，生殖孔开口在后闭壳肌的腹面，左右各1个。生殖腺发育主要分为5个时期（增殖期、生长期、成熟期、排放期、休止期）或4个时期（生长期、成熟期、排放期、排尽期）。中国连云港毛蚶性腺发育的5个时期分别为：增殖期（3-4月），生殖腺发育不明显，肉眼不能分辨雌雄；生长期（5-6月），性腺发育明显，肉眼可辨雌雄；成熟期（6-7月），性腺几乎充满整个内脏团并延伸到足的基部；排放期（7-9月），排放初期有少量排放，肉眼无法判断是否已排放，大量排放后的性腺饱满度明显下降，肉眼很容易鉴别；休止期（10月-翌年2月），软体部消瘦，性腺不明显，不能分辨雌雄。
毛蚶繁殖方式为卵生型，产卵量较大，壳长为3-4厘米的雌蚶一次可产卵250-300万粒。繁殖期间，雌、雄个体分别将成熟精卵从生殖孔排出体外，在海水中完成受精，浮游一段时间后附着变态为稚贝，再进一步发育为成体。受水温、饵料等环境因素影响，不同海区的毛蚶繁殖期略有差异，但大都集中在7-9月，当水温达到22-24℃时开始产卵，水温为26.7℃左右进入繁殖盛期。中国辽东湾毛蚶的繁殖季节为7月上旬至8月末，此时水温为22-27℃，产卵盛期在7月15日-30日，水温为24-26℃。毛蚶生殖腺在繁殖期具有分批成熟、分批排放的特点，第一次排放量最大，高峰间隔约半个月，一般可排放3-4次。
在水温为（26±1）℃时，受精卵在15-18、20-25分钟先后排出第一、第二极体，完成第一、第二次成熟分裂；受精约30分钟时，雌、雄原核形成；35分钟时，雌、雄原核各自形成染色体组；40分钟时，受精卵第一次卵裂成2个大小不等的卵裂球；55-60分钟时，受精卵第二次卵裂成1大3小4个卵裂球。
