Le frai n’a pas encore été observé à l’état sauvage dans le rivulus des mangroves, mais des études en captivité montrent que les œufs sont positionnés en eau peu profonde, parfois même dans des endroits qui se trouvent périodiquement sur la terre ferme à marée basse. Les œufs peuvent continuer leur développement lorsqu’ils sont hors de l’eau, mais une fois qu’ils sont prêts à éclore, cela est retardé jusqu’à ce qu’ils soient à nouveau submergés.
L’espèce est principalement constituée d’hermaphrodites connus pour se reproduire par autofécondation, mais les mâles existent et de solides preuves génétiques indiquent des croisements occasionnels. Ils sont également les seuls vertébrés hermaphrodites simultanés, et la concentration des mâles en hermaphrodites peut varier en fonction des exigences locales de diversité génétique. En Floride, presque tous sont des clones homozygotes, mais dans les bassins fortement colonisés d’Amérique du Sud et d’Amérique centrale, les mâles représentent généralement 3 à 8% de la population, et dans les cayes au large du Belize, 20 à 25% sont des mâles.
K. marmoratus produit des ovules et du sperme par méiose et se reproduit régulièrement par autofécondation. Chaque hermaphrodite se féconde normalement lorsqu’un ovule et le sperme qu’il a produits par un organe interne s’unissent à l’intérieur du corps du poisson. Dans la nature, ce mode de reproduction peut produire des lignées très homozygotes composées d’individus si génétiquement uniformes qu’ils sont, en effet, identiques les uns aux autres. La capacité d’autofécondation de ces poissons a apparemment persisté pendant au moins plusieurs centaines de milliers d’années. Les méioses qui conduisent à l’autofécondation peuvent réduire la capacité génétique en provoquant une dépression de consanguinité. Cependant, l’autofécondation offre l’avantage d’une assurance de fertilisation à chaque génération. La méiose peut également offrir l’avantage adaptatif d’une réparation recombinante efficace des dommages à l’ADN lors de la formation de cellules germinales à chaque génération. Cet avantage peut avoir empêché le remplacement évolutif de la méiose et de l’autofécondation par un type plus simple de reproduction clonale telle que la parthénogenèse améiotique ou apomictique. Les adultes peuvent cannibaliser les juvéniles, mais uniquement des descendants non apparentés.