Các giai đoạn tạo nên vòng đời của cá voi sát thủ là trẻ sơ sinh, vị thành niên và trưởng thành. Con đực thường sống khoảng 30 năm và con cái thường sống khoảng 50 năm.
Giai đoạn trẻ sơ sinh kéo dài từ khi mới sinh cho đến khi trẻ cai sữa. Trong giai đoạn này, bê con thường xuyên bú sữa mẹ giàu chất dinh dưỡng và lớn lên rất nhanh. Giai đoạn thiếu niên kéo dài từ khi bê cai sữa đến khi trưởng thành sinh dục, bắt đầu giai đoạn trưởng thành. Cá voi đực vị thành niên tạo thành vỏ độc thân và rời khỏi vỏ ban đầu của chúng. Con cái có thể khám phá bên ngoài vỏ của chúng nhưng có nhiều khả năng trở về vỏ mẫu hệ hoặc với mẹ của chúng. Ở giai đoạn trưởng thành, cá voi ở cả hai giới tính bắt đầu tìm kiếm bạn tình để phối giống.
