Los invertebrados se pueden reproducir de distintas maneras. Algunos se reproducen asexualmente (reproducción asexual), de manera que los descendientes son genéticamente idénticos al progenitor. Los métodos de reproducción asexual incluyen la fragmentación, en la cual el animal se divide en dos o más fragmentos, cada uno de los cuales es capaz de convertirse en un animal completo, y la gemación, en la cual un individuo forma un saliente o yema que se desprende del progenitor y origina un nuevo individuo. La mayoría de los invertebrados se reproduce sexualmente (reproducción sexual). Los genes de los padres se recombinan para originar individuos genéticamente únicos. En la mayoría de los invertebrados, la reproducción sexual entraña la puesta de huevos. Con unas pocas excepciones, como los escorpiones y las arañas, casi todos los invertebrados abandonan sus huevos tan pronto como los han depositado.
Cuando los recién nacidos salen del huevo no se parecen nada a sus padres. Algunos son tan distintos a sus progenitores que, antiguamente, los zoólogos creían que se trataba de especies distintas. Los recién nacidos reciben entonces el nombre de larvas. Cuando crecen, las larvas cambian de forma y este proceso de transformación recibe el nombre de metamorfosis. La fase larvaria permite a muchos invertebrados vivir en hábitats diferentes en distintos periodos de su ciclo de vida. Por ejemplo, los mejillones adultos permanecen pegados a las rocas pero las larvas viven flotando, formando parte del plancton. Gracias a que las larvas se mueven a la deriva con las corrientes de agua, los mejillones son capaces de dispersarse y colonizar otros lugares, con nuevas fuentes de alimento, en su fase adulta.
El paso de larva a adulto es bastante gradual en muchos invertebrados, como en los cangrejos y langostas, pero en los insectos este cambio es mucho más brusco. Las orugas, las larvas de las mariposas, pueden vivir varios meses, pero tardan solo unos pocos días en transformarse en adultos. Atraviesan un paso intermedio, conocido como pupa, en el que el cuerpo de la oruga se transforma por completo, dando lugar a un insecto adulto, capaz de reproducirse.
La mayoría de los invertebrados vive poco tiempo; sin embargo, hay excepciones. Las termitas reina pueden vivir 40 años o más, pero los invertebrados más longevos habitan en el mar. Las líneas de crecimiento de las conchas de los bivalvos parecen indicar que algunas almejas pueden vivir más de 200 años. Una edad similar pueden alcanzar los pogonóforos, gusanos que viven en el fondo del mar, en las grietas hidrotermales.
