海兔是雌雄同體的，也就是一隻海兔的身上有雌雄兩種性器官。海兔的交尾方式很特別：如果僅有兩隻海兔相遇，其中一隻海兔的雄性器官與另一隻海兔的雌性器官交配，間隔一段時期，彼此交換性器官再進行交配。可是這種情況並不常見，通常總是幾個甚至十幾個海兔聯體、成串地交合：最前的第一個海兔的雌性器與第二個海兔的雄性器官交合，而第二個海兔的雌性器官又與第三個的雄性器官交合，如此一個挨著一個與一前後不同的性器官交合。它們交合常常持續數小時，甚至數天之久。
春天是海兔的繁殖季節，雌雄同體的海兔進行異體受精。產卵是在交尾過程中或分開幾小時後進行，產出的卵子，卵與卵之間相互以蛋白腺分泌的膠狀物,黏成細長如繩索狀一長條，有的可達幾百米，18米長的卵索帶含有108000個卵。海兔產卵甚多，但孵出的極少，因為都被其他動物吞食掉了。海兔的卵索外表看去如粉絲，廣東沿海稱為“海粉絲”。孵出的海兔，經2-3個月後發育成成體。
海兔體內的雄性生殖器是“用過即丟”的可拋棄式，每次交配後就會捨棄用過的陰莖，並在一天內再生一段新陰莖，供下次交配使用。這是科學家首度發現動物有可再生陰莖，並使用“可拋棄式陰莖”重複交配。
團隊發現，海蛞蝓交配時，其中一隻會將線圈狀陰莖插入性伴侶的陰道，等持續數十秒至幾分鐘的交配完成，體內那個如線圈狀的構造就會像解開線圈一樣，慢慢地往外壓縮，擠出一段新陰莖，取代用過的陰莖。
