为了繁殖后代，海龟是离不开海滩的。它们挖一个不算太大的沙坑，把70至200个圆形的卵产在沙坑里边，然后再用沙土埋好，踏实，转身爬回大海里，漂游到离海岸数千公里之外的地方。海龟就是这样一代一代的在产卵期爬上岸来，在选中的沙滩上产卵。
成熟母绿蠵龟多半在人烟罕至的沙滩上产卵。它们对栖息地的忠诚度很高，在认定栖息地之后，无论离开多远，绝大部分绿蠵龟会回到原来的栖地进行繁衍。但是，如果产卵栖息地遭到严重破坏或改变时，如：多次尝试后仍然无法顺利掘洞、上岸屡次受到严重干扰或有阻碍物挡隔而无法上岸，都会使绿蠵龟被迫放弃原先的产卵沙滩，重新找寻更适合的繁殖地域。
雌性多于夜晚在坡度小，沙质松散均匀，便于爬行和挖掘的海岸登陆，直至高潮线以上的灌木林边缘，用后肢挖掘一个坑口为20×20厘米、深50厘米的洞穴产卵。产下的卵为数十个到百余个不等，卵的直径为41-43毫米，白色，形状很像乒乓球，卵壳坚韧而富有弹性，不易破损。随卵还排出粘液，形成保护层，对于防止水分蒸发，保证胚胎正常发育都有重要作用。绿海龟产卵的时期在各地区均有不同，每头母龟一季会上岸产下1到9窝卵，平均约为4窝卵。 在经过了50天左右的孵化期后，小绿蠵龟就会破壳而出。孵化中的稚龟包覆在柔软且具有韧性的蛋壳中，上面有许多不定型的蛋孔，是与外界交换气体和吸收孵化期间所需水分的重要结构，因此，稚龟孵化状况会受到卵窝位置与沙滩降雨量的影响。和多数其他爬虫类动物相似，绿蠵龟的性别取决于龟卵孵化期第3至5周（即孵化期的中段，称为性别决定期）的沙温。
研究资料显示，绿蠵龟的中枢温度（即卵窝产生50%雄性与50%雌性时的温度；Pivotal temperature）虽因地区的不同而有所差异，但通常介于28.0-30.3℃之间，当性别决定期温度高于中枢温度时，孵化出的均为雌龟，当温度低于中枢温度时，孵化出的均为雄龟，而介于中枢温度间的沙温，则会孵化出性别比例接近的稚龟。 沙中的卵大约过50天后会孵出小龟，小龟孵化前，上覆的沙土会产生洞状下陷，表示不久後绿蠵龟就会孵化。绿蠵龟都在清晨三四点时爬出，绿蠵龟的孵化率约为6成，孵出的稚龟成堆往向外跑，颇为壮观。刚孵出的绿蠵龟，背皮还未硬化，从沙滩到下海的6、7天内，会有许多动物吃它，全球只有一种鸟类以龟为食，在台湾并没有这种鸟。在台湾，幼龟的天敌主要是臭青公蛇、赤背松柏根蛇、沙蟹。下海后，小龟还要躲避肉食鱼类的掠食。绿蠵龟需要花25年以上才能发育成熟，成熟後的成龟会再回游至出生地附近产卵。然而，海龟的存活率很低，每孵化的1000只稚龟中，只有一只能成熟。
刚孵出的稚龟，背甲直线长约四到五厘米之间，差不多是成人的掌心长度。背甲主要是黑色，腹部背甲边缘和鳍缘是白色。同一窝的小绿蠵龟多半会在同一时间内爬出卵窝（称为脱出），脱壳而出的稚龟，约需3到7天的时间才能爬出卵窝。避敌天性使然，稚龟通常会在夏天夜晚沙温较低时，才会爬出地面，向著较为明亮的大海匍匐前行。在到达海边时，便借着向浪性，顺著海浪的声音，冲进浪花里，奋力向外海游出。可以不停向外游上24小时，以减少被天敌捕食的机会。
在稚龟回到大海再到长大成为二、三十厘米的幼龟之间，因没有人在近海或海边看过它们，过往科技不够发达时，并不能真正找到它们生活地点，所以都用“迷失的岁月”来形容这段人类看不见的幼年期生活史。随着航海及海洋探测的技术大为进步，有证据显示，稚龟似乎在躲藏在大洋上漂流的马尾藻团之下，过着以浮游生物为食的浮游性生活。但仍无法确定稚龟是怎样到达马尾藻团；也许是顺著近岸洋流飘游抵达，至今仍无法有很确切地了解小龟成长经过。 小绿蠵龟成长至背甲直线长二、三十厘米之后，才结束其浮游性的生活，此时称为亚成龟，它们会在近岸的浅水区域，选择有海草或大型藻类丰盛的栖地定居，以海中植物为主食的底栖性生活。而这类的区域多与珊瑚礁重叠分布，因此在珊瑚礁区常可见到绿蠵龟的踪影。在成长过程中，可能固定居住在一个摄食栖地，也可能在不同的年龄中，迁移到不同的栖地去居住。无论是哪一种情形，都会在成熟之后，回到原来的出生地去繁衍下一代。绿蠵龟成熟的体长都在八、九十厘米以上。
