De axolotl paart in de lente en de vrouwtjes zijn eierleggend. Er vindt een balts plaats waarbij het mannetje een soort dansje maakt om de aandacht van een vrouwtje te trekken. Ze maken hierbij cirkelvormige bewegingen die nog het meest lijken op de wals.[3] Hierbij scheidt het mannetje geurstoffen af uit zijn lichaamsklieren, en gebruikt zijn staart om ze naar het vrouwtje te waaieren.[8]
Salamanders kennen een externe bevruchting en het mannetje maakt een zaadpakketje dat de spermatofoor wordt genoemd. Het pakketje wordt vóór het vrouwtje gedeponeerd waarna zij het opneemt in haar cloaca. Pas na enige tijd vindt de bevruchting plaats waarbij de spermacellen in contact komen met de eicellen.
Na enige tijd zet het vrouwtje eieren af, dit zijn er ongeveer 100 tot 300 per seizoen.[3] De eieren hebben een gelatineus omhulsel dat opzwelt als het met water in contact komt. De eitjes worden op de bodem afgezet of aan waterplanten geplakt. De embryo's hebben een incubatietijd tot ongeveer twee weken. Als de jonge larven uit het ei kruipen eten ze kleine diertjes om snel te groeien. In de winter gaan de larven in een winterslaap. Na 12 tot 18 maanden worden ze volwassen, meestal in het eerstvolgende jaar na de overwintering.
De levensverwachting in het wild is ongeveer vijf tot zes jaar, maar in gevangenschap kan de axolotl veel ouder worden. De langstlevende exemplaren worden 10 tot 15 jaar oud.[3]