竹节虫的生殖也很特别，一般交配后将卵单粒产在树枝上，要经过一两年幼虫才能孵化。有些雌虫不经交配也能产卵，生下无父的后代，这种生殖方式叫孤雌生殖。竹节虫是不完全变态的昆虫，刚孵出的若虫和成虫很相似。它们常在夜间爬到树上，经过几次蜕皮后，逐渐长大为成虫。成虫的寿命很短，大约只有3～6个月。
竹节虫产的卵很大，看上像种子，有时甚至像是竹叶虫吃的树或灌木的种子。一只北美洲竹节虫产卵之多，使得下卵的声音淅淅沥沥，密如雨声。
竹节虫科(Phasmidae)的一种竹节虫(Necroscia sparaxes)能持续交配79天。
