Gliemjiem ir raksturīga dzimumvairošanās.
Gliemeži ir hermafrodīti - organismi, kuriem vīrišķie un sievišķie vairošanās orgāni attīstās vienā organismā. Tiem olšūnas un spermatozoīdi veidojas hermafrodītiskajā dziedzerī, tāpēc tiem nav iespējams noteikt dzimumu. Gliemeži savstarpēji apmainās ar spermatozoīdiem un pēc tam dēj olas.
Sauszemes gliemeži olas iedēj bedrītēs, kuras izrok ar kāju.
Ūdens gliemeži olas piestiprina pie ūdens augiem vai pie akvārija sienas.
Gliemenes ir šķirtdzimumiskas. Tēviņi izlaiž ūdenī spermatozoīdus, kuri nonāk mātītes ķermenī un apaugļo olšūnas. No olām izšķiļas kāpuri, kuri attīstās uz mātītes žaunām vai meklē specifiskas zivju sugas. Kāpuri piestiprinās pie zivs ādas un žaunām. Piestiprinājušies pie zivs 1 - 2 mēnešus, tie lēnām attīstās. Šāds pielāgojums sekmē bezzobju un perlamutreņu izplatīšanos kāpura fāzē, jo pieaugušie indivīdi ir mazkustīgi.
Galvkāji ir šķirtdzimuma dzīvnieki. Tēviņš ievada spermu mātītes ķermenī. Mātīte pēc tam dēj olas. Video Kalmāra mazuļu izšķilšanās no olām