大熊猫的繁殖率比较低。因为大熊猫妈妈通常需要一年半到两年的时间来照顾她的孩子。大熊猫在育幼期间不会再繁殖，所以大熊猫一般是隔年产子。不仅大熊猫是这样，很多其他的动物也是这样，比如大象、老虎。这一年半在大熊猫的一生中是非常重要的。大熊猫幼仔能从它们的妈妈那里学到很多东西：比如怎样寻找食物和水源，怎样躲避天敌，抵御疾病，怎样谈情说爱，生儿育女，怎样成为一只真正的大熊猫。这也几乎是大熊猫一生中唯一一次和另外一只大熊猫长时间共处，也几乎是唯一一次学习机会。
大熊猫妊娠期为83~200余天，甚至出现了324天的特例。幼子通常在7~9月出生，出生的巢穴通常是一个隐蔽的树洞，或天然的岩洞，里面有大熊猫妈妈精心铺垫的树枝和干草。
大熊猫繁育最奇特的一点是它的新生儿在出生时发育相当的不成熟。在大熊猫刚出生的几周里，大熊猫妈妈会一直将孩子抱在怀里，温暖它、保护它，几乎寸步不离，移动的时候就把它衔在嘴里。在这一点上，圈养大熊猫和野外大熊猫是相同的。大熊猫育幼期间，幼仔的叫声是母仔间联系非常重要的通讯工具，幼仔想吃奶、想排便、受冷或过热或其他原因的不适，幼仔都通过不同叫声提醒妈妈满足其不同需要。由于新生儿还没有自主排出大、小便的能力，熊猫妈妈会用舌头舔新生儿的会阴部，有效地刺激他们排便。
母乳是大熊猫宝宝的最佳营养来源，尤其是初乳，除了有十分丰富的必须营养物质如蛋白质、脂肪、维生素和各种酶外，还含有大量人工无法合成的抗体，帮助宝宝有效抵抗各种疾病的侵害，并有助于宝宝免疫系统的发育。
在野外，如果出生的是双胞胎(圈养下大熊猫产双胞胎比例近50%)，大熊猫妈妈通常会忽视或拒绝较弱的一个，这能保证至少一只成活。在圈养情况下会通过人工饲养并采用换仔技术，让两个宝宝都有吃母乳和从妈妈身上学习行为技能的机会，尽量使所有的大熊猫幼仔都能成活。
大熊猫的成长发育各个阶段：
幼年：一岁半前为幼年阶段。
刚出生：初生幼仔体重仅仅是母亲体重的1%，平均体重仅120克左右，最轻的为42.8克，最重的为225克。粉色的皮肤上长着白毛，眼睛和耳朵还没有发育完全，免疫系统的也还未发育完善。
一到两周：肩带、四肢和耳朵渐渐变黑。
一个月：体重1~2公斤。长出黑白相间的毛，变得更像妈妈。但还不能行走。
六到八周：可以睁眼。
三个月：可以慢慢地爬动了。
半岁：可以自由行走，开始学吃竹子。
一岁：开始长出恒牙。
一岁半：离开母亲，独立生活。
亚成年：一岁半到性成熟前为亚成年阶段，相当于人类的青少年时期。这一阶段大熊猫的食物从营养丰富的奶为主逐渐过渡到以高纤维、低营养的竹类为主。生理和心理上也逐渐成熟，即将开始繁育后代。大熊猫在1~3岁期间是最为活跃的时期，每天除了采食外，大部分时间都在玩耍、探索和爬树。
成年：性成熟后为成年阶段。体长约160~180厘米，体重约80~120公斤。