生殖系统水蛭和蚯蚓相同，是雌雄同体动物，雄件部分先熟，再异体受精，卵生。雄性生殖器官有4～11对球形的精巢，从第12或13节幵始，按节排列。每个精巢有输精上管通到输精管。输精管纵行于身体的两侧，到第1对精巢的前方，各自膨大或盘曲成为贮精囊，再通到射精管。两侧的射精管在中部汇合到-个精管膨腔或称前列腺腔，经雄孔开U于体外日本医蛭、金线蛭等无吻蛭的精赞膨腔较为复杂，由两部分组成，一是球状的基部，它重叠的单细胞的前列腺；二是阴茎鞘，其肌肉可以翻转伸到生殖孔外形成一阴茎。
卵巢通常1对，包在卵巢囊内。卵巢囊通出输卵管，2根输卵管汇合入阴道，或先合成1根总输卵管，再进入膨大的阴道，经雌孔通体外„总输卵管外面有的包着单细胞的蛋内腺或卵巢腺，阴道分为受精囊或阴道囊和阴道管两部分，即总输卵管^阴道囊>阴道管—雌孔眹蛭科水蛭有一个阴茎。交配时，2条水蛭的腹面紧贴，头部方向通常相反，一条水蛭的阴茎插入另一条水蛭的阴道内。按理说，由于双方的雌、雄孔互对，可以同时互相交换精子的。但有时是单方面输送精子给对方的。
精子与阴道囊内的卵结合为受精卵。受精过程完成后，水經雌性生殖孔附近环带部分的体壁分泌速度加快，形成卵草率环带部(生殖带）的体壁有两种腺体，一类分泌白色泡状物质形成卵茧的外层；另一类分泌蛋白液，使产出的受精卵悬浮于其中。在产卵草率过程中，环带的前后端极度收缩，所以卵草率的两端较尖。由于身体沿着纵轴转动，把草率的内表面弄得光滑=然后体壁环肌收缩，身阵变得细长，在身体和卵草率之间的空隙中产人一些受精卵和蛋白营养液。
之后，身体的前部慢慢后移，使草率从前端脱下。医蛭科的卵多产于潮湿土壤中，椭圆形，呈海绵状或蜂窝状。蛭类的受精卵一般在保护良好的卵草率内自然孵化和发育，发育类型为直接发育，无变态。幼虫从卵茧内爬出后直接进入水中营自由性半寄生生活。
