Quá trình sinh sản của rùa bắt đầu vài tuần trước mùa làm tổ. Hai hoặc nhiều nam có thể tán tỉnh một nữ cùng một lúc. Họ giao cấu trong nước; vài tuần sau, con cái nổi lên bãi biển vào ban đêm để đẻ và chôn từ 50 đến 200 trứng trong cát. Con cái làm tổ hai hoặc ba năm một lần và có thể đẻ tới chín con mỗi mùa.
Rùa biển cái thường nổi lên một mình khi thủy triều lên để đẻ trứng. Sử dụng chân chèo trước, chúng đào một cái hố trên cơ thể và sau đó tạo ra một cái hốc chứa trứng bằng cách sử dụng chân chèo sau của chúng. Trứng được bao bọc trong một lớp chất nhầy đặc, trong suốt giúp bảo vệ chúng. Những con cái chôn trứng của chúng để giữ ẩm, che giấu chúng khỏi những kẻ săn mồi và duy trì nhiệt độ thích hợp. Toàn bộ quá trình có thể mất hơn hai giờ, sau đó những con cái trở lại mặt nước.
Rùa biển trưởng thành về mặt sinh dục khi chúng đạt đến một kích thước nhất định mặc dù một số loài vẫn tiếp tục phát triển. Kích thước chính xác của mai thay đổi tùy theo loài, với diều hâu dài tới 37 inch. Tuổi cũng khác nhau đáng kể giữa các loài; diều hâu có thể đạt đến độ tuổi trưởng thành về mặt sinh dục sớm nhất là ba năm, trong khi rùa biển xanh có thể mất đến 50 năm.
