Lorsque les gamètes sont mûrs, la membrane ectodermique qui les enveloppe se rompt grâce aux contractions de l'ombrelle, et les gamètes sont expulsés au cours de la nage de la méduse. La fécondation se produit ensuite dans le milieu ambiant : elle est dite externe. L'union des deux gamètes rétablit la diploïdie (cellule à 2n chromosomes).

Bien que non observé chez Sarsia nipponica, le développement embryonnaire suit des modalités classiques. La fécondation est immédiatement suivie par la division de l'œuf fécondé en deux cellules identiques, qui se divisent à leur tour chacune en deux, et ainsi de suite : on passe ainsi d'un stade à 2 cellules, à un stade 4, puis 8, 16, 32, etc... puis à un stade morula. C'est la segmentation. L'embryon passe ensuite à un stade blastula, puis à un stade gastrula au cours duquel l'ectoderme et l'endoderme se mettent en place. On atteint le stade pré-planula et enfin le stade planula avec la formation de cils ectodermiques sur toute la surface du corps de l'embryon qui devient une larve.

La larve planula, qu'on retrouve chez d'autres Cnidaires (coraux, anémones de mer, gorgones), est de forme allongée, entièrement ciliée et donc mobile. Le battement synchrone des cils qui l'entourent lui permet d'effectuer des déplacements en nageant ou en rampant sur le fond. La larve est polarisée : elle nage avec le pôle antérieur enflé à l'avant et le pôle postérieur effilé à l'arrière (Voir Comportement). Ne possédant pas de bouche, elle survit sans s'alimenter grâce aux réserves accumulées dans le cytoplasme de l'ovocyte avant la fécondation.

Chez les hydraires, le comportement des larves est étudié en laboratoire car elles sont beaucoup trop petites pour être observées dans le milieu. Des expériences montrent que, dans des conditions propices, les larves se fixent lorsqu'elles rencontrent un support approprié en se dressant sur leur pôle antérieur, perpendiculairement au support. L'installation est suivie par la métamorphose en un polype dit primaire. C'est au pôle postérieur qu'apparaissent la bouche et les tentacules de ce polype. Dans des conditions favorables (notamment nourriture suffisante), une hydrorhize se développera à sa base et donnera naissance à d'autres polypes (voir Reproduction asexuée). Ainsi naît une nouvelle colonie, différente de toutes celles déjà existantes du point de vue génétique car issue du croisement de gamètes provenant de parents différents.

Chez S. nipponica, la reproduction asexuée s'effectue selon deux processus. Le premier est le bourgeonnement : c'est ainsi que se forment (i) les colonies (à partir d'un polype primaire) et (ii) les méduses (à partir de la phase polype). Le second processus est appelé scissiparité : des fragments de tissus se détachent de la colonie et vont au loin se transformer en polypes susceptibles de reconstruire une colonie si les conditions ambiantes sont favorables.

La formation d'individus par reproduction asexuée met en jeu exclusivement des divisions cellulaires ou mitoses au cours desquelles les cellules-filles héritent d'un noyau à 2n chromosomes, identique à celui de la cellule mère. Les individus issus de la reproduction asexuée sont donc génétiquement identiques entre eux et à l'individu-parent.

La formation de la méduse se fait également par bourgeonnement et commence, de la même façon que précédemment, par une simple évagination des tissus. Cependant, le bourgeon évolue alors différemment, formant ce que l'on appelle un nodule médusaire. Chez S. nipponica, les bourgeons médusaires se forment sur la colonne du polype, dans sa moitié inférieure. Les bourgeons poussent isolément ou à plusieurs sur un pédoncule, formant une sorte de bouquet. Les différents bourgeons ne se trouvant pas au même stade de croissance, les méduses se détacheront successivement au fur et à mesure que leur développement sera achevé, durant plusieurs jours.

Sur la vidéo suivante, on peut voir un polype et trois bourgeons médusaires. L'un d'eux, ayant achevé son développement, est devenu une méduse que l'on voit se libérer grâce aux contractions de l'ombrelle.

Ce mode de reproduction asexué est un processus de clonage naturel qui assure la dissémination de l'espèce dans le milieu marin.

La scissiparité chez S. nipponica produit des frustules (frustulation). Ce phénomène prend place dans des zones de croissance, i.e. à l'extrémité des stolons rampants de l'hydrorhize, ou de stolons dressés, non collés au substrat. Les frustules sont des portions de coenosarc qui s'individualisent et se séparent de la colonie par la base. Ces petits fragments isolés sont polarisés en raison de leur origine : le pôle antérieur correspond à la zone de croissance, le pôle postérieur à la zone où la séparation s'est effectuée. Bien qu'ils ressemblent à des larves planula, ils ne sont pas ciliés et n'ont donc aucune mobilité propre : ils sont emportés par les courants jusqu'à ce qu'ils entrent en contact avec un nouveau substrat sur lequel ils puissent se fixer. Ils se comportent alors comme des larves planula : ils se dressent sur leur pôle antérieur et se transforment en un minuscule polype susceptible d'engendrer une colonie qui sera génétiquement la réplique de celle dont la frustule est issue.

Remarque :
A La Réunion, aucune colonie fertile (portant des bourgeons médusaires) n'a jamais été récoltée en milieu naturel, et cela bien que l'espèce ait fait l'objet de nombreuses observations et d'un suivi annuel sur un site littoral. Le bourgeonnement médusaire a cependant été obtenu en laboratoire vraisemblablement provoqué par un stress subi par les colonies récoltées. Cette "heureuse" circonstance nous a permis d'élever des méduses jusqu'à leur maturité sexuelle et d'observer leurs caractères morphologiques. Ces données ont permis d'identifier l'espèce. A La Réunion S. nipponica se reproduit essentiellement par frustules, toute l'année, et il est fort probable qu'elle n'utilise la reproduction sexuée que lorsqu'elle est soumise à des conditions environnementales peu favorables.