Размножение происходит исключительно половым способом. Для некоторых видов круглых червей присущ половой диморфизм – внешнее отличие самца от самки.

Половая система самки представлена яйцеводами, маткой, непарным влагалищем и парными яичниками, у самца присутствуют семяпровод, непарный семенник, совокупительный аппарат.

Для круглых червей характерным является внутреннее оплодотворение с неполным превращением (включая стадию личинки).