Perioadele de gestatie la lilieci sunt relativ lungi, fiind cuprinse între 44 de zile si 8 luni la diferite specii. Foarte putini nasc mai mult de un pui pe an; acestia sunt foarte mari la nastere, cantarind 12-43% din greutatea mamei, comparativ cu aproximativ 8% la mamiferele de aceeasi marime care nu zboara si se maturizeaza încet. La început sunt neajutorati, dar au gheare si dinti puternici cu care se agata de burta mamei; sunt ingrijiti intre 1 si 3 luni, timp in care invata sa zboare si sa se hraneasca. Ciclul reproductiv al majoritatii speciilor este asemanator cu al mamiferelor, dar exista si exceptii. Cele magi interesante sunt cateva specii din zona temperata care hiberneaza in timpul iernii. Copulatia are loc in perioada dinaintea hibernarii, si sperma este retinuta în corpul femelei in timpul hibernarii; fertilizarea are loc cand ovulul este eliberat din ovar dupa ce liliecii se trezesc, primavara. Aceasta este numita fertilizare intarziata. O varianta a acesteia poate fi observata la un gen din Europa, la care copulatia, ovulatia si dezvoltarea de la început a embrionului au loc în ordine normala chiar înainte de hibernare, dar dezvoltarea embrionului este oprita inainte de a se atasa la uter. Embrionul ramane liber si nedezvoltat pana cand mama iese din hibernare. Aceasta este numita implantare intarziata. Numarul mare al liliecilor, în ciuda faptului ca se nasc putini , este datorat mai ales longevitatii lor. Unele specii mai mari de lilieci din subordinul Megachiroptera si liliecii vampiri au supravietuit în gradinile zoologice peste 20 de ani. Dintre liliecii care au fost prinsi si apoi eliberati multi au fost recapturati dupa ani de libertate. Recordul în materie de varsta este un specimen recuperat la 31 de ani dupa ce a fost marcat si apoi eliberat în SUA.