雌雄海龜群居在珊瑚島周圍，互相追逐，選擇配偶，進行交配。有時雌海龜對求愛的雄海龜看不上，就用頭對著雄海龜，不讓雄海龜爬上背後。雄海龜便想方設法從旁邊繞至雌海龜背後，雌海龜也總是隨機應變，轉過身去用頭頂著對方，不讓雄海龜得逞。一時雌海龜在內，雄海龜在外，像在水麵上推磨一樣團團轉圈。若二者滿意，雄海龜爬在雌海龜背上，用前肢爪鉤住雌海龜背甲，長長的尾巴向下往前彎曲，交接器插入雌海龜的泄殖腔中，交配的時間可長達3～4小時之久。雄海龜的尾巴很長，相當於其體長的一倍，與雌海龜迥然有別。
海龜在各地產卵的時間不盡相同。以西沙為例，4～7月為繁殖旺季，但持續時間很長，甚至可一直到12月。初夏的西沙，由於季風已衰退，台風尚未至，海麵異常橡皮龜平靜，極利於海龜上岸產卵。隨著西南暖流遨遊而來的海龜，經過長途跋涉，到達西沙，趁著萬籟俱寂的夜晚，隨著上漲的潮水，小心翼翼地向岸上爬去。
海龜上岸產卵的時間，一般是晚上10點以後。它用鰭狀四肢笨拙地向前爬行，沙灘上留下兩條寬寬的與履帶車痕跡相似的龜道。其間它要爬過大約46米的路程，途中休息2～3次，爬到高潮線以上，在海水淹不到的沙灘處尋找產卵地點。此時的雌海龜雖然有些迫不及待，但卻格外謹慎，略有風吹草動、燈光人影，它們就立即返回大海。因為許多獵手和一些野獸往往在這期間等待捕捉上陸產卵的雌海龜，或挖食它產下的卵，而且一旦在陸上被掀得腹麵朝天，就隻能束手待斃，所以此時的海龜警惕性特別高。有人曾調查過上陸的251隻雌蠵龜，因種種原因上岸後立即返回海中的就有102隻。當然它們遲早還要再次上陸，最短的隻隔半個多小時，最長的相隔6天之久。如若再受到刺激，它們還會再次入海。有的海龜從晚7點到12點4個多小時內，4次重複上陸。有的個體一個晚上在沙灘上留下8條上岸的足跡。隻有當它們確認萬無一失時，才步履蹣跚地轉向下一個目標，即尋找適宜的產卵地點。海龜在產卵地點的選擇上也是很認真的，既要有利於卵的孵化，又要不易被敵害發現和破壞，所以花的時間很長。海龜從上陸到返回海洋的整個產卵過程，平均需要95分鍾，其中選擇適宜地點和清理場地就占用1／3的時間。
海龜從上陸到返回海洋的整個產卵過程，平均需95分鍾
場地選好後，先用巨大的前肢挖出一個寬大的凹坑，坑的深度與龜體高度相當，將整個身體隱伏於坑內，然後再用兩個較短的後肢，交替地在生殖孔下方挖一個垂直的卵坑。盡管海龜老態龍鍾，行動遲緩，但挖坑時後肢卻像人手一樣的靈巧，像勺子一樣將沙粒舀起，小心翼翼地提上來拋出坑外，有時拋得很遠。產卵海龜多時會使整個海灘響起沙沙的挖沙聲。坑有半米多深，邊壁垂直，像一口小井。如果地點適宜，用不了10分鍾就可以挖好。若遇卵坑塌陷或沙中有瓦礫等雜物，就需要用很長時間去清理。
橡皮龜
卵坑挖好後，稍作休息，便開始產卵。產卵前，先用後肢向尾和泄殖孔處拍幾下，將黏附的沙拍掉，然後泄殖孔向卵坑中排出幾滴白色透明的液體，隨即產出第一顆卵。卵很大，直徑41～50毫米，很像一個白色的乒乓球，卵殼堅硬而富有彈性，不易破損。海龜一旦開始產卵，無論什麼強烈刺激，它都全然不顧。盡管不少海龜在產卵場上受過一些人的騷擾，如被人騎過、吼罵過、嘲笑過，等等，它們都不在乎。產卵速度起初較慢，是一個一個地勻速產入坑中，以後漸快，每隔4～10秒產一次，一般是2～4個，多數是3個同時落下。整個產卵過程隻10分鍾左右。其間它一直不斷地排出黏液，使整個卵坑都被帶有黏液的沙粒包裹著。產卵結束後，就用後肢撥沙將卵坑掩埋起來，然後爬出掩體坑，再用前肢將坑填平，最後拖著疲憊的身軀慢慢爬回大海。