Marsvin reproducerer seg gjennom intern befruktning. Hanner (boars) blir kjønnsmodne ca. 2 mnd; hunner (sows) ca. 4–6 mnd. Under brunst er hunnen reseptiv i 12–16 timer hvert 15–20. dag. Samleie er kort, etterfulgt av befruktning og en drøktid på 59–72 dager. Hunnen føder 1–6 velutviklede unger, som ammes og avvenes ved 3–4 uker.