Найчастіше восьминоги розмножуються поблизу берегів. Перед нерестом самка повністю і назавжди перестає харчуватися (у неї припиняється вироблення травних ферментів). Самка вибирає простору нору, очищає її та відкладає там яйця. Яйця вимітаються ночами, їх відкладення триває до 2 тижнів.
Самки восьминогів самовіддано доглядають кладку яєць, а потім вмирають від голоду та стрімкого старіння. Біологам вдалося з'ясувати, що саморуйнування цих головоногих молюсків після парування пов'язане із змінами в метаболізмі холестерину в зорових залозах.
Складно влаштована замкнута кровоносна система, загалом нехарактерна для безхребетних, є у всіх головоногих молюсків. При цьому, на відміну від хребетних тварин, які також мають замкнуту кровоносну систему, головоногі мають не одне, а цілих три серця.