Większość bakterii replikuje się w procesie znanym jako rozszczepienie binarne. Bakteria zaczyna się od wzrostu do około dwukrotnie większej od normalnej wielkości i replikuje swój materiał genetyczny, a następnie dzieli się na dwie identyczne komórki.
Zanim komórka bakteryjna podzieli się na dwie, musi utworzyć dwie identyczne kopie swojego DNA i wysłać jedną kopię na każdą stronę komórki. Dzieje się to w tym samym czasie, gdy komórka powiększa swoją objętość również poprzez replikację jej białek i innych struktur komórkowych. Gdy DNA zostanie podzielone, specjalna ściana komórkowa, znana jako płyta równikowa, zaczyna rosnąć w połowie oryginalnej komórki bakteryjnej. Płytka równikowa rozrasta się ostatecznie w poprzek komórki, dzieląc ją na dwie części.
Rozszczepienie binarne jest bardzo szybkim procesem. Gdy warunki są poprawne, co dla większości gatunków bakterii oznacza, że temperatura jest ciepła i dostępna jest duża ilość wilgoci, bakterie mogą dzielić się raz na 20 minut. Pozwala to na wzrost wykładniczy populacji bakterii, ponieważ każdy podział prowadzi do podwojenia liczby obecnych bakterii.
Kilka gatunków bakterii replikuje się metodami innymi niż rozszczepienie binarne. Niektóre cyjanobakterie replikują się w procesie zwanym pączkowaniem, w którym mała potomna bakteria rośnie jako pączek na większej, dojrzałej bakterii, zanim ostatecznie rozdzieli się sama.
