一般野生鱼10～12龄开始性成熟。在鄂毕河，西伯利亚鲟的性成熟年龄为：雄鱼11～13龄，雌鱼17～18龄。叶尼塞河的鲟鱼似乎稍晚，雄鱼为13～14龄，雌鱼为17—18龄。产卵间期一般为3～5年，少数个体为1.5～2年。成熟系数为8.9%～50%，怀卵量为20万～80万粒。卵径2.32～2.92mm。产卵时间为每年的5～6月，水温9～18℃。温水条件下，西伯利亚鲟性成熟提早，雄鱼3～4龄，雌鱼6～7龄。

在天然或人工池养条件下，已成熟的西伯利亚鲟在生殖时能发出一种怪音，犹如哨声或琴声，尤其在生殖旺季时为甚。据测定，在发情初期一般音响为2—3.7级(kHz)，中期约6—9级。据俄罗斯学者报告，认为其声音主要来自雄性鲟棘振动所致，它与亲体的促性激素分泌有关。因此，有些养殖者常借助这种音响程度来预测亲鲟的产卵时间及地点。

叶尼塞河鲟鱼的产卵洄游，在6月到达河口，翌年产卵。其产卵场位于距河口1300km以上的地点，主要在石砾质水底。从齐桑湖来的鲟鱼，游入喀拉额尔斯河产卵，从贝加尔湖来的，则游向色楞格河和上安加拉河。而印迪吉尔河的西伯利亚鲟种群的天然繁殖力已受到严重威胁，对其性腺的组织学分析表明，大量雌鲟不仅在卵黄发生前或较后的发育期中其配子和性腺形成过程遭到破坏，有的年份受损率甚至高达100%，从而导致该种群繁殖力下降，数量锐减。一般性成熟的野生鱼产卵量为17万—42万粒，鄂毕河的西伯利亚鲟的产卵量为7.4万—42万粒，叶尼塞河的西伯利亚鲟的产卵量为7.9万—25万粒。成熟雄鱼每年都能排精，雌鱼每隔1.5—3年产一次卵。产卵后，溯河性的雌鱼似乎立即顺流而下，雄鱼则仍在产卵场留一阵。水温15℃时，受精卵的发育时间为8天。仔鱼孵出后，在淡水栖息很长时间，如在鄂毕河，长达5—6年。