Tuotanto voi olla hyvin monipuolista, koska tässä heimossa on useita erilaisia organismeja.Lisääntyminen tapahtuu ensin kahden vastakkaisen sukupuolen välillä. Naaras munii munan ja uros hedelmöittää sen siittiöillä. Jotkut nilviäiset ovat kuitenkin hermafrodiitteja, joten niillä on sekä uroksen että naaraan lisääntymisjärjestelmä. Merioravat ja osterit voivat toistuvasti vaihtaa sukupuoltaan suojellakseen lastaan.
Fertilisaatio voi tapahtua ulkoisesti tai sisäisesti. Ulkoista lisääntymistä tapahtuu eniten vesinilviäisten välillä. Uros- ja naarasnilviäiset työntävät munasolunsa tai siittiöitään veteen, jolloin hedelmöittyminen ja kehitys alkavat. Munasta kuoriutuu 2-3 viikon kuluessa toukka, joka tunnetaan nimellä trocophore. Trokoforat ovat pallonmuotoisia, päärynänmuotoisia ja niitä ympäröivät värekarvat. Ne käyttävät värekarvoja pyyhkäisemään kelluvia ravintohiukkasia sisäänsä. Trocophore-vaiheen jälkeen ne kehittyvät veliger-toukaksi, ja niihin muodostuu velum. Velumia käytetään uintiin, ravintoon ja kaasujen vaihtoon. Tässä vaiheessa niille alkaa myös kehittyä jalka. Tässä vaiheessa ne kehittävät myös aikuisten piirteitään, ja niitä kutsutaan miniatyyriyksilöiksi.
Jotkut muut nilviäiset lisääntyvät sisäisesti, kuten maaeläinten etanat. Hedelmöityminen tapahtuu naaraassa, kun uroksen sperma on onnistuneesti hedelmöittänyt munasolun. Joillakin lajeilla, kun muna on hedelmöittynyt, naaras laskee munan veteen. Kuoriutuessaan siitä muodostuu toukka tai miniatyyri aikuinen. Nämä toukat kokevat samat vaiheet kuin ulkoisen lisääntymisen kautta kehittyneet toukat, trokofori ja veliger. Muilla nilviäisillä hedelmöittynyt muna jää naaraan sisälle, jossa se kehittyy täysin ja syntyy sitten.