Les koalas sont sexuellement matures vers l’âge de 3 ans. La saison de reproduction s’étend d’octobre à avril. Le mâle dominant s’accouple avec plusieurs femelles. La gestation ne dure qu’un mois et le petit qui naît n’est guère plus gros qu’un pois. Il est cependant muni de griffes dont il se servira pour grimper dans la poche ventrale de sa mère, où il sera allaité pendant 6 à 7 mois. 

Progressivement, le lait maternel sera remplacé par une sorte de bouillie, constituée de feuilles d’eucalyptus partiellement digérées. Au fur et à mesure que son corps se développe, le petit sortira de la poche ventrale pour apprendre à se nourrir par lui-même, mais il ne sera totalement sevré qu’à l’âge d’un an. Vers l’âge de 18 mois, si la mère porte une nouvelle grossesse, elle va chasser son petit pour qu’il aille fonder son propre territoire. Dans le cas contraire, il pourra rester avec elle jusqu’à l’âge de 3 ans.