在自然状态下，性成熟的小龙虾即开始雌雄配对。交配时，雄虾用螯足钳住雌虾的螯足，用步足抱住雌虾，将雌虾翻转，侧卧。雄虾的钙质交接器与雌虾的储精囊连接，雄虾的精夹顺着交接器进入雌虾的储精囊。交配过程中，外界因素影响不大，观察者还可以徒手捉起。交配后，短则一周，长则1个多月雌虾即可产卵。雌虾从第3对步足基部的生殖孔排卵并随卵排出较多蛋清状胶质，将卵包裹，卵经过储精囊时，胶质状物质促使储精囊内的精夹释放出精子，使卵受精，最后胶质状物质包裹着受精卵到达雌虾的腹部，受精卵黏附在雌虾的腹足上，腹足不停地摆动以保证受精卵孵化时所必需的溶氧供应。
小龙虾的交配时间随着密度的多少和水温的高低而长短不一，短的只有几分钟，长的则有1个多小时。在密度比较大时，小龙虾交配的时间较长，一般为30min；在密度比较小时，小龙虾交配的时间相对较短，交配时间最长达72min。交配的最低水温为18℃。l尾雄虾可先后与2尾及2尾以上的雌虾进行交配。小龙虾在自然条件下，5～9月为交配季节，其中以6～8月为高峰期。由于小龙虾不是一交配后就产卵，而是交配后，要等相当长一段时间，大约为7～30天的时间才产卵。在人工放养的水族箱中，成熟的小龙虾只要是在水温合适的情况下都会交配，但产卵的虾较少且产卵时间较晚。在自然状况下，雌雄亲虾交配之前，就开始掘洞筑穴，雌虾产卵和受精卵孵化过程多数在洞穴中完成。