Todos los años, las tortugas marinas de cada especie se reunen en ciertos lugares del océano para aparearse. Poco tiempo después, las tortugas marinas hembras salen del mar en las playas en las que cavan sus nidos y ponen sus huevos. La mayoría de las especies desova por la noche, aunque la golfina lo hace durante el día. Se cree que las hembras de algunas especies hacen sus nidos en las mismas playas donde nacieron.
Después de salir del agua, la tortuga marina hembra se arrastra hacia arriba por la playa hasta encontrar un sitio apropiado para desovar.Una vez que la hembra ha encontrado un lugar adecuado para hacer su nido, cava con sus aletas un hoyo del tamaño de su cuerpo. Luego, con las aletas traseras, hace un hoyo más profundo y en forma de vasija alargada; con mucho cuidado va sacando la arena con una de sus aletas y la echa a un lado; luego saca más arena con la otra aleta.
Cuando el hoyo que forma el nido está terminado, la hembra deja caer sus huevos en él, uno o dos a la vez y de apariencia coriácea. Mientras ella hace esto, le brotan lágrimas para mantener sus ojos húmedos y libres de arena. Los huevos tienen un diámetro de 4 a 7 cm.
Como promedio, una hembra puede poner 100 huevos en cada nido. En Surinam, sin embargo, las tortugas marinas verdes ponen un promedio de 142 huevos por nido, mientras que en las Islas Galápagos el promedio es de 80, más o menos. Parece que la tortuga kikila, en Australia, pone un promedio de únicamente 50 huevos por nido. En algunos lugares, los mapaches y otros animales se roban los huevos y se los comen conforme la hembra los va dejando caer en el nido.
Cuando la hembra ha terminado de depositar sus huevos, los cubre con arena y apisona bien el nido. Luego trata de camuflarlo lanzando arena a todo el rededor y balanceando su cuerpo sobre la playa. Este camuflaje no siempre su cometido. Después de que la hembra abandona el nido para volver al mar, existe la posibilidad de que los cangrejos y otros animales lo excaven y se coman los huevos.
Una hembra puede poner una nidada aproximadamente cada dos semanas durante el período de reproducción y en una sola temporada puede hacer de tres a ocho nidos, es decir, pone hasta 1000 huevos. Generalmente las tortugas marinas hembras anidan cada dos o cuatro años. Por lo tanto, puede haber grandes diferencias en el número de nidadas de un año a otro.
Una de las razones por las que las tortugas marinas ponen tantos huevos es que son muy pocas las tortuguitas que sobreviven después de la incubación y llegan a ser adultas. Si el nido está en un lugar demasiado bajo en la playa, los huevos pueden ser destruidos por mareas altas o lluvias fuertes. La temperatura del nido afecta a las tortuguitas que se están incubando. Si supera cierto nivel, todas o la mayoría de las crías serán hembras, pero si ha estado por debajo de ese nivel, la mayoría serán machos.
Si los huevos no son destruidos por el agua, o por los depredadores, se incabarán en aproximadamente dos meses. Por lo general, todos los huevos de un nido se incuban en el mismo tiempo. Conforme las tortuguitas salen de los huevos, empiezan a forcejear para abrirse camino hacia la superficie de la playa; arañan la arena de los lados y de la parte superior del nido, la cual va cayendo en el fondo de éste junto con las cáscaras vacías de los huevos. De esta manera, el fondo del nido se va levantando gradualmente hacia la superficie.
Cuando las crías están justamente bajo la capa superficial de la arena, esperan hasta que afuera esté fresco antes de salir. Generalmente esto significa que las tortuguitas, que miden alrededor de 5 cm de largo, aguarden la noche para abandonar el nido e iniciar su carrera hacia el mar. Esta es una etapa muy peligrosa en la vida de las tortugas marinas. Instintivamente, las tortuguitas se dirigen hacia la parte más brillante del horizonte, la que, por lo general, se encuentra sobre el agua; pero pueden desorientarse si brillan luces tierra adentro; si esto sucede, las crías se arrastrarán en esa dirección y morirán; y aún cuando se dirijan hacia el mar, pueden ser atacadas por mapaches, cangrejos, pájaros y otros animales.
Otros depredadores, como las aves marinas, los tiburones y algunos peces, amenazan a las pequeñas tortugas una vez que han logrado llegar al agua. Durante las primeras semanas de vida, ellas no pueden permanecer mucho tiempo bajo la superficie del agua ni tampoco son capaces de nadar con la rapidez y fuerza suficiente para salvarse de estos depredadores.
Poco se conoce sobre la vida de las tortugas pre-adultas; este período en su historia de vida se conoce como los años perdidos. Se cree que las que finalmente logran sobrevivir pasan los primeros meses de su vida en bancos de sargazos que flotan a la deriva a corta distancia de la costa. Allí se encuntran protegidas de muchos enemigos y pueden alimentarse de otras criaturas más pequeñas que viven en esos bancos.
Hasta que no llegan a tener por lo menos un año, estas jóvenes tortugas están a merced de las corrientes marinas. La golfina de pocos meses, por ejemplo, puede ser arrastrada por la Corriente del Golfo tan al norte como a la altura de Massachusetts, en la costa nororiental de los Estados Unidos.
No se sabe cuánto tiempo tardan las tortugas marinas en llegar a la madurez, pero se calcula que es entre 8 y 50 años. Este largo período para alcanzar la edad madura presenta particulares problemas relativos a la conservación de las tortugas marinas. La depredación causada por los tiburones, la caza por humanos y la captura casual en las redes, en las que mueren asfixiadas, son todos factores que se combinan para reducir las oportunidades de sobrevivir y reproducirse que tiene una tortuga marina.
