Para ocorrer reprodução sexuada na espirogira é necessário que dois filamentos estejam suficientemente próximos para que haja contacto entre as suas células. Cada uma das células desenvolve uma protuberância - a papila - que cresce na direção do filamento oposto, até se encontrarem as duas papilas. Quando se dá o contacto entre estes dois canais a parede e membrana celulares de ambas desintegram-se formando o tubo de conjugação, que permite a comunicação entre as duas células.

Numa das células dá-se a condensação do conteúdo celular - célula dadora - que irá migrar para a outra célula - célula recetora - através do tubo de conjugação. O gâmeta dador é assim transferido para o interior da célula recetora, onde se encontra o gâmeta recetor (imóvel), ocorrendo a fecundação com a fusão dos citoplasmas e dos dois núcleos haploides, formando um zigoto diploide.

Após a fecundação os filamentos desagregam-se e o zigoto segrega uma parede espessa e impermeável que o rodeia permitindo-lhe sobreviver em estado latente até as condições ambientais serem de novo favoráveis. Quando as condições são favoráveis o zigoto, em estado de latência, germina sofrendo uma meiose - meiose pós-zigótica - formando-se quatro núcleos haploides. Destes quatro núcleos, três degeneram. A célula restante por mitoses sucessivas originará um novo filamento de espirogira - ser haplonte.