Спаривание происходит осенью (октябрь-ноябрь) либо в конце зимы — начале весны (февраль-март). Продолжительность спаривания составляет 2-3 недели. При позднем спаривании и низких температурах оплодотворение происходит за несколько дней. Самцы приклеивают свои сперматофоры на нижней стороне головогруди самки в виде белого пятна. Икру самки откладывают ночью в тишине в течение 2-3 часов. Икринки, выдавленные из яйцевода, проходят через семенной раствор, оплодотворяются и прикрепляются к брюшным ножкам или панцирю.
Плодовитость самок зависит от их размера, физиологического состояния, времени года и других факторов. На ножках у них может находиться 110-480 икринок. Благодаря движениям ходильных и брюшных ножек икринки постоянно омываются свежей водой. В период вынашивания икры самки очень осторожны, прячутся в норах и выходят из них только в поисках пищи. Зародыши в икре развиваются в течение 7-8 недель. В это время самка обмывает икру водой и очищает от слизи.
Маленькие рачки (личинки) выклевываются из икры чаще всего в третьей декаде мая и первой декаде июля при температуре +21-24сС. Первые 2-3 дня они висят на гиалиновых нитях, затем нити обрываются, а рачки с помощью маленьких загнутых назад крючков на клешнях прикрепляются к оболочке яйца. В таком состоянии они находятся 5-8 дней, питаясь за счет запасов желтка, который расположен под спинным панцирем головогруди малышей. До десятого дня происходит первая линька, после которой личинки становятся похожими на взрослых раков. Масса их составляет 21-30 мг, длина тела — 1,1-1,2 см. Питаются рачки самостоятельно.
На 13-20 день происходит вторая линька, после которой личинки становятся полностью самостоятельными. В период линьки рачки находятся в укрытии. За это время они подрастают, выпрямляют ножки и начинают двигать клешнями, усами, глазами. Между головогрудным щитом и брюшком возникает щель, из которой рачки высовывают свое мягкое тело. Чаще всего сроки линьки приходятся на май-август. Линька у раков проходит многократно: на первом году жизни — 8 раз, на втором — 4-5 и на третьем — 3-4 раза.
Первые 1-1,5 месяца жизни для маленьких рачков — очень опасный период: они особенно подвержены болезням, их могут съесть рыбы, ондатры, водоплавающая птица. Оптимальная температура окружающей среды для полноценного питания взрослых раков — 17-2ГС, личинок — 18-23°С. Несмотря на заботливый уход самок за своим потомством, раки могут поедать друг друга. Крупные особи поедают более мелких.
Рак на третий год жизни достигает длины 10 см, весит 40 г и съедает в день 1 г органики животного и растительного происхождения. Молодь в начале своего развития питается микрофлорой и микрофауной.
