完全水栖的海蛇繁殖方式为卵胎生，每次产下3～4尾20～30厘米长的小海蛇。而能上岸的海蛇，依然保持卵生，它们在海滨沙滩上产卵，任其自然孵化。

在海蛇的生殖季节，它们往往聚拢一起，形成绵延几十千米的长蛇阵，这就是海蛇在生殖期出现的大规模聚会现象。有的港口有时会因海蛇群浮于水面而使整个港口沸腾起来。