Come la maggior parte dei mammiferi, le balene maschi hanno un pene e le femmine hanno una vagina; tuttavia, i maschi mantengono i loro genitali nascosti in una cavità. Si accoppiano sott'acqua, sdraiati pancia a pancia l'uno con l'altro, e possono accoppiarsi mentre stazionano o nuotano. Sia i maschi che le femmine si accoppiano con più balene per aumentare le possibilità di riproduzione.
Le balene raggiungono la maturità sessuale quando hanno 8-10 anni e le femmine partoriscono una volta ogni qualche anno. Il tempo esatto di gestazione varia in base alla specie; mentre le balene megattere impiegano 11 mesi, i capodogli possono portare fino a 15 anni. Sono pronti a nuotare dalla nascita fino all'età di 6 mesi. Prima che la femmina sia pronta ad accoppiarsi di nuovo, deve riposare per altri sei mesi dopo che il suo vitello è stato svezzato. Tuttavia, più specie sociali di balene si nutrono per periodi di tempo più lunghi. I capodogli sono infermieri fino a due anni. Lo svezzamento completo può richiedere più tempo.
Mentre le balene sono generalmente socievoli e amichevoli l'una con l'altra, i baccelli possono diventare molto tesi quando i maschi combattono per gli affetti di una femmina. Tuttavia, durante questi combattimenti c'è molto raramente un grave infortunio. Il suono delle loro chiamate cambia leggermente, spesso attirando l'attenzione di altre balene maschi che arrivano a riprodursi e riducono le possibilità di consanguineità.
