雌性乌贼具卵巢一个，由体腔上皮发育形成，位内脏团后端生殖腔中。卵成熟后落在腔内，由粗大的输卵管输出，管末端细，雌性生殖初开口于鳃基部前方外套腔内。输卵管近末端处有一输卵管腺，其分泌物形成卵的外壳。

雄性乌贼有精巢一个，位体后端生殖腔中，来源于体腔上皮。由许多小管集成，精子成熟后，由小管落入生殖腔中。输精管长，曲折一团，管上有贮精囊和前列腺，端部膨大成精荚囊，末端为阴茎，雄性生殖孔开口于外套腔。精荚囊内有极多的精荚。精子到达精荚囊内，包被一层弹性鞘而形成精荚。