Tintenfische betreiben eine innere Befruchtung, aber anstatt einen Penis für die Übertragung von Samenzellen zu verwenden, platzieren die Männchen ein Paket von Samenzellen, eine sogenannte Spermatophore, in den Mantel oder die Körperhöhle des Weibchens; einzelne Tintenfischarten weisen jedoch Abweichungen von diesem allgemeinen Modell auf. Kurz nach dieser Spermienübertragung scheidet das Weibchen befruchtete Eier ins Wasser aus.
Viele männliche Tintenfischarten besitzen lange, spezialisierte Tentakel oder Arme, um Spermatophoren zu übertragen. In vielen Fällen brechen diese Tentakel einmal im Inneren des Weibchens ab. Einige Arten führen aufwendige Balzrituale durch, die einen „Paarungstanz“ und atemberaubende visuelle Darstellungen beinhalten, bei denen die Tintenfische schnell ihre Farben ändern. Weibchen einiger Arten paaren sich nur mit einem Männchen, während andere polyandrisch sind und sich zu drei verschiedenen Zeiten mit bis zu drei verschiedenen Männchen paaren. Bei einigen Arten sind die größten Männchen die erfolgreichsten Züchter, während bei anderen die Männchen nicht einmal so groß sind wie die Weibchen.
Die meisten Tintenfische sind semelpar, was bedeutet, dass sie nur während einer Saison brüten, bevor sie sterben. Während einige Arten ein langes Leben führen und in aufeinanderfolgenden Jahreszeiten brüten können, weisen viele Tintenfischarten eine sehr hohe Sterblichkeitsrate auf. Dies macht es selten, dass Tintenfische lange genug leben, um sich zweimal fortzupflanzen.
