Os pandas, como todos os outros mamíferos, dão à luz viva. Os pandas se reproduzem apenas uma vez por ano; a estação de acasalamento ocorre de março a maio, e as fêmeas ficam no cio por 2 a 7 dias. Durante este tempo, uma fêmea normalmente acasala com vários ursos panda machos.
Depois que o ovo da panda fêmea é fertilizado, ele se divide algumas vezes e, em seguida, flutua livremente no útero. Várias semanas depois, o embrião se fixa à parede uterina e se desenvolve. Os bebês pandas nascem normalmente 8 semanas após a fixação do embrião.
Uma panda grávida dá à luz um ou dois filhotes em uma árvore oca ou cavidade rochosa. Esta configuração é um aspecto fundamental do processo de nascimento do panda para garantir que os filhotes estejam protegidos de predadores.
Os ursinhos panda bebês pesam apenas 90 a 120 gramas ao nascer, o que equivale a aproximadamente 1/900 do peso de uma fêmea totalmente adulta. Se mais de um panda nasce, a mãe geralmente abandona o filhote mais fraco, deixando-o para morrer logo após o nascimento. Como resultado, a mortalidade infantil é extremamente alta.Os pandas bebês nascem cegos e não abrem os olhos por pelo menos 45 dias. Filhotes também nascem com pele branca; dentro de 2 semanas após o nascimento, sua pele fica grisalha e pêlos pretos começam a se desenvolver. Os pandas jovens tornam-se independentes da mãe por volta de 1,5 anos de idade.
