Les Marchantia peuvent se reproduire à la fois sexuellement et asexuellement. La reproduction sexuée implique que les spermatozoïdes des anthéridies de la plante mâle fécondent un ovule (cellule œuf) dans l’archégone d’une plante femelle. Les anthéridies et les archégones sont portées par des tiges gamétophores spéciales appelées respectivement anthéridophores et archégoniophores. Ceux-ci sont portés par des thalles séparés ; par conséquent, les plantes sont dioïques.

Une fois fécondé, l’ovule est appelé zygote et se développe en une petite plante sporophyte, qui reste attachée à la plus grande plante gamétophyte. Le sporophyte produit des spores qui se développent en plantes gamétophytes mâles et femelles libres.

La reproduction sexuée se fait au moyen de gemmes, des amas discoïdes de cellules génétiquement identiques au parent et contenues dans des structures en forme de coupe sur la surface supérieure de la plante. Ces cellules sont dispersées lorsque la pluie éclabousse les coupes et se développent en de nouvelles plantes. La reproduction asexuée peut également se produire lorsque les parties plus anciennes de la plante meurent et que les nouvelles branches survivantes se développent en plantes distinctes.