Les baleines se reproduisent en passant par une phase de parade nuptiale et d'accouplement. Le mâle et la femelle se positionnent ventre contre ventre et alignent leurs organes reproducteurs.
Le cycle de reproduction des baleines commence pendant les mois d'hiver lorsqu'elles quittent les aires d'alimentation pour les eaux plus chaudes des aires de reproduction. Tout d'abord, les mâles ou les taureaux courtisent les femelles ou les vaches en chantant, en montrant leurs talents de nageur et en se battant entre eux. Cependant, les mâles et les femelles s'accouplent avec plusieurs baleines différentes au cours de la saison de reproduction afin de maximiser les chances de reproduction.
Les baleines femelles portent leurs petits entre 10 et 17 mois selon les espèces. Une fois qu'il est temps de mettre bas, les femelles retournent sur les aires d'accouplement ou de mise bas. Après la mise bas, les veaux allaitent de leur mère jusqu'à 2 ans, n'étant sevrés qu'une fois qu'ils peuvent trouver de la nourriture pour eux-mêmes. Même après avoir été sevré, un veau reste généralement avec sa mère pendant encore un an ou deux.
Les baleines n'atteignent la maturité sexuelle qu'à l'âge de 8 à 10 ans et parfois jusqu'à 15 ans chez certaines espèces. Parfois, ces baleines nouvellement matures restent avec leur groupe d'origine, composé de membres de la famille.