Fordi megalodoner er utryddet, finnes det ingen direkte observasjoner eller fossilevidence for deres parringsatferd. Vitenskapsmenn konkluderer deres reproduksjon ved å studere moderne haier. Megalodoner var enormstore, og nådde sannsynligvis seksuell modenhet ved en stor størrelse. De kan ha engagert seg i parringsatferd som spesifikke svømme mønster eller visninger.
Som moderne haier reproducerte de sannsynligvis gjennom internas befruktning, med hanner som brukte klaspere til å overføre spermier til hunnene. Etter befruktning bar hunnene sannsynligvis embryoner internt og født levende unger. Kullstørrelse og gestasjonslengde er ukjent, og det finnes ingen bevis for omfattende foreldrestell; ungene ville ha vært uavhengige fra fødslen.