灰狼属于哺乳动物，是胎生的。

一般1-3月繁殖，在发情期间雄兽常进行争偶的激烈搏斗，胜利者用尿液划分自己的领地的边界，并通过叫声吸引雌兽。雌兽的怀孕期为61-63天，一般在3-4月间产仔，每胎产4-7仔，也有产10-12仔的记录。

幼仔出生以后，由雄兽和雌兽共同抚育。雌狼在洞中看护幼仔，雄兽则外出捕食，猎取到食物以后先吞食下去，回来以后再吐出半消化的食物，耐心地饲喂雌兽和幼仔。20-25天后，幼仔便可以爬出洞外，这时雌兽常发出叫声，召唤幼仔。

在此期间，狼群中某些成员也参与了喂养小狼的活动。