Les papillons s'accouplent par reproduction sexuée, et l'accouplement commence lorsque le papillon mâle détecte une femelle papillon libérant des phéromones à courte distance. Si la femelle accepte le mâle, le mâle s'attache à l'abdomen de la femelle, injectant un sachet de sperme dans son estomac qu'elle stocke jusqu'à ce qu'elle décide de pondre.
Pendant l'accouplement, les papillons mâles et femelles peuvent effectuer un vol nuptial qui peut durer une heure ou plus. Au fur et à mesure que les œufs passent dans le tube de ponte du papillon femelle, les spermatozoïdes les fécondent. Chez les papillons monarques, la parade nuptiale est composée d'une phase aérienne et d'une phase au sol. Le mâle poursuit, donne des coups de coude et finit par abattre la femelle papillon pendant la phase aérienne. Le transfert du paquet de spermatozoïdes a lieu pendant la phase terrestre où se produit la copulation. On pense que le sachet de sperme fournit également à la femelle des sources d'énergie qui l'aident à accomplir la reproduction et la remigration.
Bien que les papillons mâles puissent s'accoupler plus d'une fois, les papillons femelles ne s'accouplent qu'une seule fois au cours de leur vie. Une femelle adulte pond généralement environ 100 œufs. Certains papillons pondent des œufs en groupe, mais d'autres pondent un seul œuf réparti entre de nombreuses plantes. Après le stade larvaire, un papillon produit une chrysalide pendant le stade nymphal qui dure généralement de 7 à 10 jours.