Les experts savent peu de choses sur la façon dont les calmars géants se reproduisent, en grande partie parce que les calmars passent la plupart de leur vie à des profondeurs dangereuses pour la plongée. Leurs œufs n’ont jamais été observés dans la nature.
Comme la plupart des céphalopodes, le calmar de Humboldt ne se reproduit qu’une fois dans sa vie ! Comme on sait peu de choses sur la façon dont D. gigas se reproduit, il y a eu quelques théories. L’une d’elles est que leur capacité à changer de couleur pourrait être un facteur d’accouplement, les mâles s’y adonnant pour attirer l’attention des femelles. On pense également qu’ils pondent leurs œufs sur le fond de l’océan comme les autres calmars, mais à des profondeurs de plongée dangereuses, ce qui ne permet pas de voir clairement ce qui se passe réellement. Comme la plupart des céphalopodes, D.gigas se reproduit de manière semelliptique, c’est-à-dire qu’il se reproduit une fois dans sa vie et meurt peu après. Après un peu plus de 200 jours, le mâle et la femelle atteindront tous deux la maturité sexuelle, et seront alors capables de se reproduire.
Le frai s’étend sur toute l’année, mais le pic de frai le plus important a lieu d’octobre à janvier. Bien qu’aucune parade nuptiale de quelque sorte que ce soit n’ait été documentée entre les calmars de Humboldt qui s’accouplent, on pense qu’étant donné leur cerveau développé, leurs yeux complexes et leurs réseaux de chromatophores, un certain type de rituel de parade nuptiale est très probable. Lors de l’accouplement, la fécondation a lieu à l’intérieur de la femelle. Les deux calmars entrelacent leurs tentacules et le mâle place ses spermatophores dans la membrane buccale (orale) de la femelle (eol.org). Après la production de grandes masses d’œufs contenant jusqu’à 2 millions d’œufs, la femelle ne s’engage plus dans l’investissement parental. Ceci est principalement dû au fait que, comme la plupart des autres céphalopodes, le Humboldt meurt peu de temps après avoir produit ses œufs.