黑玛丽是一种特殊的卵胎生鱼类，它们不进行传统的产卵，而是通过体内受精的方式繁殖。雄性黑玛丽的臀鳍特化成为一种交接器，而雌性的臀鳍则保持正常形态，通过这个特征可以辨识性别。性成熟的黑玛丽通常在5-6个月后出现，此时雄性会追逐雌性进行体内受精。受精后约20天，繁殖过程开始，但雌鱼的产前征兆不太明显，通常表现为腹部肿胀和乳白色的泻殖空。仔鱼的产量差异较大，从数十尾到上百尾不等，因此在水族箱繁殖时，要特别注意保护仔鱼，避免被亲鱼误食。

仔鱼出生后5-6个月就能进行繁殖。雄性体形较小，后半身扁平，游动迅速，臀鳍演变成棒状交接器；而雌性体型较大，腹部丰满。在群养时，雄性会追逐雌性，受精后的雌性腹部会逐渐隆起。当生殖孔呈现“白色状”并常在水草丛中停留时，说明雌鱼已进入临产期。这时，将雌鱼移到专门为繁殖准备的缸中，保持水温在25-28摄氏度，底部铺满卵石或漂浮水草，为新生仔鱼提供安全的栖息地。有时也可以在特制的小笼中进行产仔。

黑玛丽的产仔数量取决于个体大小和环境条件。在饵料充足、水质优良的情况下，雌鱼可能在30天左右繁殖一次，初胎可能有10-50尾。刚成熟的黑玛丽通常生下的小鱼数量在10-20条左右，随着鱼的成长，产仔量会逐渐增加，最大可达到200余尾。