As fêmeas estão sempre receptivas aos machos várias vezes durante o ano, com exceção dos períodos de gestação e aleitamento.O acasalamento pode se repetir umas 50 vezes durante 24 horas, tanto de dia como de noite. Já foi observado no zoológico britânico Brian Bertram, uma fêmea acasalar de 15 em 15 minutos.
A gestação tem uma duração de 100 a 119 dias após o acasalamento e, a ninhada geralmente é composta de duas a 4 crias. Antes do parto a mãe escolhe cuidadosamente o local apropriado que, normalmente se esconde numa cavidade rochosa, na mata densa e, de preferência próximo de um bebedouro ou rio assim, ela poderá caçar sem se afastar muito tempo da cria.
Durante as primeiras semanas, a leoa mantém-se sempre em estado de alerta e defende muito bem a sua prole. Por prudência ela muda sua cria de lugar a cada 3-4 dias, transportando a cria uma a uma, com cuidado, entre os dentes.
Muitas vezes uma leoa amamenta um filhote que não é seu. Essa característica, própria da espécie, garante que crias órfãs sejam facilmente adotadas por outras fêmeas do grupo. Os machos são muitos tolerantes com as crias e, por vezes, quando a mãe vai caçar, ficam com os filhotes, mas sem se ocupar deles de forma particular.
Quando completam 3 meses e meio os filhotes acompanham as fêmeas durante as caçadas.
Embora permaneçam distantes, junto dos machos ou das leoas velhas ou doentes, aprendem as técnicas de caça observando as leoas em ação. Com 1 ano, estão prontos para matar uma presa e com 2 anos já fazem suas caçadas sozinhos.