雌雄成蟲在羽化后的一周左右就能進行交配。雄蟲一生能交配多次，但雌蟲僅交配1次或2次，1次交配就可使它終出受精卵。

雌蟲產卵在特殊的膠質囊內，形成卵鞘（卵莢）。卵鞘由雌蟲分泌物生成，光滑，質較堅硬，具有防水功能，可保護其內胚胎的發育。卵鞘的形狀、雌蟲一生所產卵鞘數量以及其中所含卵數因種類而不同，就是同一種蟑螂也可因環境條件和營養狀況而有所差別。

未經交配的雌蟲，也能產生卵鞘，但一般不能孵出若蟲。而美洲大蠊和蔗蠊等個別種類有孤雌生殖現象，即雌蟲未經交配可產生能育的卵。日本北海道大學研究團隊在2017年3月13日公布了一項新的研究成果，目前分布在日本的美洲大蠊只要有3只以上的雌性，就可在不與雄性交配的情況下進行單性生殖。 [4] 

蟑螂產置卵鞘的行為因種類而不同，室內的蟑螂主要有3種方式。

A:雌蟲產出卵鞘后，一直拖帶在腹端，并不產下，直到若蟲將從卵鞘出時，才從母體脫落。卵中胚胎在發育過程中，不斷從母體獲得所需的水分和養分，加上卵鞘由母蟲攜帶，因而可以更好的保護。如果卵鞘早期脫落，其中的卵就不能孵化。德國小蠊的產卵方式屬于這一類型。

B:雌蟲在產出卵鞘后1-2天，選擇比較隱蔽的場所，先在物體表面咬成凹陷，將卵鞘產在其中，再用粘性唾液拌和咬碎的木屑或紙片等碎末把卵鞘蓋住。它們有時就用唾液直接把卵鞘粘在棲息場所，如櫥、木（紙）箱及桌子的角落或雜物堆中。這類卵鞘含有足量的營養物質，滿足胚胎發育的需要。美洲大蠊、黑胸大蠊等的產置卵鞘方式屬于這一類型。

C:雌蟲先產出壁薄而柔軟的卵鞘，產卵在其中。產卵完成后，卵鞘又收縮進體內的“育室”中，一直保持到若蟲孵出。這是蟑螂卵胎生的一種形成。蔗蠊的產卵方式屬于這一類型。

蟑螂的繁殖是有性繁殖與無性繁殖相結合。一只成熟的雌蟑螂每隔 7 — 10 天即可產出一只含有 14 — 40 粒卵的卵鞘，其卵鞘為膠質體， 20 ℃ -37 ℃之間孵化。溫度越高，孵化時間越短，在 30 ℃恒溫時，只需 20-30 天，而長的可超過三個月，一只雌蟑螂一年可繁殖近萬只后代，多可達十萬只，在極端條件下沒有雄蟑螂時，雌蟑螂也能產卵。也就是說，很多雌蟑螂交配一次以后，就會雌雄同體，不需交配，便可連續產卵。