У многощетинковых половая система является обычно двухполовой. У самок имеется яичник с яйцеклетками, у самцов – модифицированные сегменты тела с железами, вырабатывающими сперму. Оплодотворение происходит зачастую внутри тела самки, после чего происходит откладывание яиц или их выношенние наружу. В процессе размножения многощетинковые обычно проходят чередующиеся поколения – поколение, размножающиеся половым путем, и поколение, размножающиеся бесполоежением.