Os leões se reproduzem quando uma leoa no cio acasala com um macho de seu bando, concebe e sai sozinha para dar à luz. Ela cuida e protege os filhotes sozinha e, quando eles têm de 6 a 8 semanas de idade, ela se junta ao clã.
As leoas não acasalam fora do clã. O clã pode ter de um a quatro machos dominantes, e a leoa acasala com qualquer um deles. As leoas do bando costumam sincronizar sua procriação de modo que várias ninhadas de filhotes ao mesmo tempo, para que possam cooperar na criação dos filhotes. Quando a reprodução começa, um leão macho e uma fêmea às vezes deixam de comer e copulam a cada meia hora, até 40 ou 50 vezes por dia. Após 108 a 110 dias, a leoa grávida deixa o clã para dar à luz sozinha em uma caverna ou matagal isolado. Os filhotes nascem cegos e indefesos e são incapazes de andar até cerca de 3 semanas de idade. Durante este tempo, a leoa se defende sozinha, permanecendo perto dos filhotes para protegê-los. Filhotes de leão enfrentam o perigo de predadores como leopardos, hienas, chacais, águias e cobras, e sua taxa de mortalidade é alta.
A integração dos filhotes no clã é mais fácil se outras leoas tiverem dado à luz filhotes de idade semelhante. Se houver filhotes mais velhos, os maiores dominam os menores quando se alimentam de animais mortos, e há o risco de que os filhotes mais novos morram de fome. Aos 6 a 7 meses, os filhotes são desmamados e atingem a maturidade sexual por volta dos 3 ou 4 anos. Naquela época, os machos são expulsos do clã, embora as fêmeas geralmente tenham permissão para permanecer.
