I gamberi hanno i sessi separati: ci sono quindi individui maschi e individui femmine.
Il periodo riproduttivo si situa nei mesi di ottobre e novembre. L'accoppiamento e la fecondazione risultano dei momenti piuttosto violenti, infatti il maschio afferra con le chele la femmina e la gira sul dorso: può capitare che quest'ultima subisca delle mutilazioni o addirittura muoia . In seguito il maschio, con le prime due paia di appendici addominali (i pleiopodi) modificati in organi riproduttivi (gonopodi) depone un pacchetto di spermatozoi nei pressi degli orifizi genitali della femmina, con lo scopo di fecondare le uova che verranno poi deposte.
Nel caso di un gambero di fiume la femmina può deporre fino a 80 - 100 uova. Questo numero è superiore per il gambero americano, il quale raggiunge le 200 - 440 uova, ciò spiega la sua riproduzione molto rapida.
La temperatura dell’acqua ha un ruolo fondamentale in questi processi: il periodo di incubazione delle uova, può variare tra i 5 e i 7 mesi con acqua più o meno fredda, la crescita del corpo è anche rallentata da acque particolarmente fredde.
L'accoppiamento avviene soprattutto in autunno. La femmina porta sull'addome per 5-6 mesi le uova fecondate (circa un centinaio), prendendosene cura, ventilandole e pulendole continuamente. In Primavera esse schiudono ma le piccole larve rimangono ancora per qualche tempo aggrappate al corpo materno.