רבייתם של רוב מיני הדו-חיים מתרחשת במים. הזכרים, שהם לרוב קטנים מהנקבות, אוחזים את הנקבות ב"חיבוק כלולות". אצל רבים מהמינים יש לזכרים בלוטות נוקשות וכהות ברגליהם הקדמיות, על מנת לאפשר אחיזה טובה יותר בנקבה.  ההפריה חיצונית: כאשר הנקבות מטילות את ביציהן, הזכרים מפרישים עליהן זרע. לרוב מוטלות ביצים רבות, על מנת להתמודד עם שיעורי התמונה הגבוהים של ביצים וראשנים. במקרים שבהם מוטלות מעט מינים, מתקיים טיפול הורי משמעותי. 

התפתחות דרך גלגול

יש מיני דו-חיים החיים כל חייהם במים, אחרים מבלים חלק ניכר מחייהם הבוגרים בסביבה יבשתית לחה. אך דרך ההתפתחות האופיינית לדו-חיים היא דרך גלגול (מטמורפוזה).

חיזור בדו-חיים

אצל רוב מיני הדו-חיים מתקיים טקס חיזור כלשהו לפני ההפריה. בקבוצת חסרי הזנב – צפרדעים וקרפדות – כמעט כל המינים מבצעים חיזור קולי, עם מגוון רחב מאוד של קולות. הם משתמשים במהוד (יחיד או זוגי) להגברת הקול. המהוד הוא ממברנת עור גמישה, שהזכר מנפח באוויר מריאותיו.

Bernie - Own work, CC0, by wiki commons

הזדווגות של קרפדה מצויה, צילום: Bernie - Own work, CC0, by wiki commons

טיפול בצאצאים

הטיפול בצאצאים התפתח במקביל בכמה ענפים שונים במחלקת הדו-חיים, כאשר המינים השונים פיתחו אסטרטגיות מגוונות, ולעתים ייחודיות, לטפל בצאצאיהם.