Lilie wodne rozmnażają się przez nasiona i przez nowe rośliny wyrastające z dużych rozpostartych korzeni, które są podziemnymi łodygami zwanymi kłączami. Płatki otaczają męskie i żeńskie elementy rozrodcze. Płatki są otwarte tylko w ciągu dnia przez trzy dni.
Pierwszego ranka płatki otwierają się i kwiaty wytwarzają płyn w centrum przypominającym kubek, po czym są gotowe do przyjmowania pyłku z innych kwiatów. Owady pokryte pyłkiem są przyciągane przez słodki zapach i spadek w cieczy, gdy wchodzą do kwiatu. Ciecz zmywa pyłek z ich ciał i na kobiece części kwiatowe, które nazywane są stygmatami, powodując zapłodnienie. Po trzech dniach lilie wodne zwijają swoje zapasy, aby podeszły pod wodę, a nasiona dojrzewają w tym czasie. Nasiona są uwalniane pod wodą po kilku tygodniach.
