Cá tra không có cơ quan sinh dục phụ (sinh dục thứ cấp), nên nếu nhìn hình dáng bên ngoài khó phân biệt được cá đực, cá cái. Ở thời kỳ thành thục, tuyến sinh dục ở cá đực phát triển lớn gọi là buồng tinh hay tinh sào, ở cá cái gọi là buồng trứng hay noãn sào. Tuyến sinh dục của cá tra bắt đầu phân biệt được đực cái từ giai đoạn II, tuy màu sắc khác nhau nhiều. Các giai đoạn sau, buồng trứng tăng về kích thước, hạt trứng màu vàng; tinh sào có hình dạng phân nhánh, màu hồng chuyển sang màu trắng sữa. Hệ số thành thục của cá tra khảo sát được trong tự nhiên từ 1,76 - 12,94 (cá cái) và từ 0,83 – 2,1 (cá đực) ở cá đánh bắt tự nhiên trên sông cỡ từ 8 – 11 kg. Trong ao nuôi vỗ, hệ số thành thục cá tra cái có thể đạt tới 19,5%. Trong tự nhiên, tuổi thành thục của cá tra đực ở tuổi thứ 2 và cá cái ở tuổi thứ 3 trở lên, khối lượng cá thành thục lần đầu từ 2,5 – 3 kg. Mùa vụ thành thục của cá bắt đầu từ tháng 5 - 6 dương lịch trở đi, cá có tập tính di cư đẻ tự nhiên trên những khúc sông, nơi có điều kiện sinh thái phù hợp thuộc địa phận Campuchia và Thái Lan. Cá tra không đẻ tự nhiên ở phần sông của Việt Nam, bãi đẻ của cá nằm từ khu vực ngã tư giao tiếp 2 con sông Mêkông và Tonlesap, từ thị
xã Kratie (Campuchia) trở lên đến thác Khone, nơi giáp biên giới Campuchia và Lào. Nhưng tập trung nhất từ Kampi đến hết Koh Rongiev thuộc địa giới 2 tỉnh Kratie và Stung Treng. Tại bãi đẻ, cá bố mẹ đẻ trứng và thụ tinh tự nhiên, trứng dính vào cây cỏ thủy sinh ven bờ, thường là rễ của loài cây sống ven sông Gimenila asiatica. Sau 24 giờ, trứng nở thành cá bột trôi theo dòng nước lũ về hạ lưu đến các vùng ngập nước ở Campuchia và Việt Nam. Tại vùng biên giới Campuchia và Việt Nam người dân có truyền thống vớt cá tra bằng đáy (mùng), cá bột được chuyển về ao ương lên thành cá giống, sau đó đưa đi bán cho người nuôi cá Tra ở khắp Nam Bộ [7].
Trong sinh sản nhân tạo, có thể nuôi thành thục sớm và cho đẻ sớm hơn trong tự nhiên (từ tháng 3 dương lịch hàng năm). Chỉ có trong điều kiện nuôi nhân tạo, cá Tra mới có thể tái phát dục 1 - 2 lần trong năm. Sức sinh sản tuyệt đối của cá tra từ 200 ngàn đến vài triệu trứng. Sức sinh sản tương đối có thể tới 135 ngàn trứng/kg cá cái. Kích thước của trứng cá tra tương đối nhỏ, có tính dính (đường kính trứng sắp đẻ TB 1mm, trương nước có thể đạt tới 1,5 - 1,6 mm). Ngay từ năm 1966, Thái Lan đã bắt cá tra thành thục trên sông (trong đầm Bung Borapet) và kích thích sinh sản nhân tạo thành công. Sau đó, nghiên cứu nuôi vố cá tra trong ao. Đến năm 1972, Thái Lan công bố quy trình sinh sản nhân tạo cá tra với phương pháp nuôi vỗ cá bố mẹ thành thục trong ao đất [1].