Les adultes sortent d'hibernation à partir de mars. La ponte a lieu vraisemblablement de mai à août, le nombre d’œufs variant de 10000 à 25000 par femelle, avec des records au-delà de 45000. Ce nombre est fonction de la taille des géniteurs et du climat. Selon la taille des femelles, il peut y avoir deux pontes par an, la seconde étant plus faible et avec des oeufs plus petits. Pour la France, on ne sait pas vraiment s'il y a deux pontes consécutives ou une très large période de reproduction.

Les pontes s'étalent en nappes gélatineuses à la surface de l'eau parmi la végétation. Ces nappes sont minces (un œuf d’épaisseur seulement) mais étendues (jusqu'à 80cm de diamètre). L’éclosion survient 4 ou 5 jours après la ponte. (voir la rubrique identification)

Le développement des têtards dépend de la température : de 5 mois en Louisiane et en Californie jusqu'à 2-4 ans au Québec. En France, pour le sud-ouest, on estime qu'il faut deux ans de vie larvaire avant la métamorphose. Globalement, le développement est plutôt lent en comparaison des autres espèces de Ranidés. La taille des têtards avant la métamorphose atteint 15 à 17 cm. Ce développement larvaire produit finalement des jeunes métamorphosés qui mesurent de 3 à 5 cm.

La longévité est de 7 à 9 ans et la maturité sexuelle est atteinte deux à quatre ans après la métamorphose à une taille d'environ 10 cm.

Les mâles sont territoriaux, particulièrement au moment de la reproduction. Leur territoire comprend 3 à 25 mètres de berge. Ils produisent un appel caractéristique (voir la rubrique chants) pour attirer les femelles et se reproduire.

Au milieu de l’automne, les grenouilles taureaux adultes cessent toute activité et entrent en hibernation. Un adulte est capable de s’enterrer dans la vase pour se protéger. Lorsque la température est à nouveau favorable (mi-mars pour le sud-ouest de la France), les adultes redeviennent actifs. Les têtards passent également l’hiver dans l’eau mais continuent de se mouvoir et même de se nourrir, y compris dans un étang gelé en surface.