Lwy rozmnażają się przez cały rok. Gdy samica wchodzi w ruję, jej gruczoły zaczynają wydzielać intensywną woń. Samiec wyczuwa ją węchem, w czym pomaga mu narząd Jacobsona. Samica wybiera partnera spośród dorosłych lwów ze stada, a następnie oddala się z nim na kilka dni. Przez ten czas para kopuluje kilkadziesiąt razy dziennie, w przerwach liżąc się i łasząc do siebie.
Podczas samej kopulacji samica leży, a samiec kuca nad nią, przytrzymując partnerkę zębami za kark.
Młode rodzą się w liczbie od 1 do 6 (w większości przypadków od 1 do 4) po ciąży trwającej 100–114 dni. Nowo narodzone lwiątka mają cętki. Ważą od 1 do 2 kg. Młodymi opiekuje się całe stado. Często, gdy lwice ruszają na polowanie, lwiątka pozostają pod opieką jednej lub dwóch "ciotek", które troszczą się o nie do powrotu matek. Jest to zachowanie niepowtarzalne w rodzinie kotowatych.
Tylko jedno na pięć lwiątek osiąga dojrzałość. Młodym zagrażają drapieżniki, takie jak sępy, hieny, czylamparty, choroby, a także samce własnego gatunku, gdyż po objęciu przywództwa nad stadem lew zabija młode swego poprzednika, by samice szybciej mogły wejść w ruję i urodzić jego potomstwo. Najnowsze badania wykazują, że lwice mogą się temu zjawisku przeciwstawić. Samice pozwalają się obwąchiwać nowemu przywódcy stada. Wydzielają przy tym odpowiednie hormony zapachowe. Równocześnie prowadzą go do swojego legowiska, gdzie stężenie zapachu jest bardzo silne. Im dłużej lew wącha ten zapach, tym bardziej zmniejsza się jego agresja. Ten proces trwa od trzech do pięciu dni. Potem dzieci, dobrze ukryte, są już bezpieczne. Najmniejszą śmiertelność wśród młodych uzyskują samice rodzące w zbliżonym czasie, wspólnie opiekujące się młodymi i wspólnie je karmiące.
Małe lwy rodzą się ślepe, ich oczy otwierają się około 3–11 dnia. W wieku 10-15 dni łapy młodych są już dość silne i zwierzęta zaczynają chodzić, choć na pełną sprawność muszą poczekać jeszcze 3-4 tygodnie. Do ósmego tygodnia życia matka trzyma je w ukryciu. Miesięcznym lwom wyrastają pierwsze zęby.
W wieku 1-2 miesięcy lwiątka zaczynają oddalać się od matki i bawić się z innymi, dziecięce plamy na futrze znikają w wieku 3 miesięcy. Lwy zaczynają polować w wieku 11 miesięcy, po kolejnych 5 miesiącach są już w pełni samodzielne. Lwia grzywa zaczyna rosnąć w wieku 2 lat. Samce są dojrzałe płciowo po 2,5 roku, samice w wieku 2,5-4 lat.
Samce żyją krócej niż samice. Jeśli wcześniej nie zginą w walce, mogą dożyć wieku ponad 10 lat. Notowano pojedyncze przypadki 16-letnich samców żyjących na wolności. Taki wiek, 15-16 lat, dla samic jest natomiast wiekiem przeciętnym. W Parku Serengeti samice żyją do 18 lat. Przeciętny wiek życia w niewoli wynosi 13 lat. Najstarszy znany lew żył 30 lat.