Dzikie przeżuwacze w warunkach klimatu umiarkowanego przejawiają sezonowość rozrodu. Cielęta rodzą się w sezonie najbardziej sprzyjającym ich rozwojowi, to jest na wiosnę. Na zachowanie sezonowości rozrodu oprócz mechanizmów fizjologicznych, takich jak długość ciąży, mają wpływ mechanizmy wewnątrzpopulacyjne, na przykład separacja obu płci poza sezonem rui. Byki nie prowadzą stad żubrów, co jest zresztą zrozumiałe, gdyż ich obecność w grupach jest okresowa.

Samce zaczynają dojrzewać płciowo w 3 roku życia, a w wieku 4 lat są już w pełni dojrzałe. Młode byki z wolnych populacji, w wieku 4 - 6 lat, nie są dopuszczane do rozrodu przez starsze samce. Okres intensywnej aktywności seksualnej byków jest stosunkowo krótki, zaczyna się w wieku 6 lat, a kończy się na ogół w wieku 12 lat. Stare byki z reguły muszą ustępować młodszym rywalom, a udział ich w rozrodzie jest ograniczony.
Okres godowy u żubrów, zwany także rujowym, przypada na sierpień i wrzesień. Wówczas w stadach żubrzyc i młodzieży (w grupach mieszanych) pojawiają się dorosłe byki. Ich obecność w poszczególnych grupach nie jest stała. Byki zmieniają grupy w poszukiwaniu krów będących w rui. Takie zmiany są korzystne, bo prowadzą do zwiększenia zróżnicowania genetycznego populacji. Samce nie ryczą, a jedynie wydają cichy, lecz dźwięczny głos zwany chruczeniem. W stadzie może być jeden dorosły samiec, ale nie jest to regułą, często można obserwować w grupach potężne sylwetki dwóch, a nawet więcej byków. W dużych stadach może być jednocześnie kilka żubrzyc w rui. Byk asystuje krowie w rui tworząc z nią parę i nie odstępuje jej przez okres 2 - 3 dni. Byki zajęte swoimi partnerkami nie mają czasu ani ochoty do walki, tylko od czasu do czasu przepędzają młode byki, jeśli te zbliżą się zanadto. Walki byków w okresie godowym u żubrów bytujących na swobodzie nie są obserwowane zbyt często, słabsze byki ustępują bez walki samcom dominującym. Dopiero dwaj rywale o wyrównanej sile mogą stoczyć walkę.

Często przed walką demonstrują swoją siłę łamiąc lub wyrywając młode świerki, rozgrzebując przednimi racicami ziemię, oddają mocz i tarzają się. Jeśli te rytualne czynności nie robią na rywalu wrażenia dochodzi do gwałtownego starcia i przepychania się z nisko opuszczonymi łbami. Wówczas to widać ogromną siłę i zwinność tych olbrzymów. Walce takiej towarzyszy tylko trzask łamanych młodych drzewek i sapanie. Powalenie rywala lub zadanie ciosu w bok ciała może skończyć się poważnym zranieniem. W miejscu walki na skutek wzajemnego przepychania się byków runo zostaje zniszczone, a charakterystyczny piżmowy zapach żubrów utrzymuje się w powietrzu przez pewien czas. Rywale kompletnie wyczerpani walką długo odpoczywają.

Krowy dojrzewają płciowo najczęściej w trzecim roku życia, a pierwsze cielę rodzą w czwartym roku życia. W stadzie wolnym około 20% samic rodzi pierwsze cielę w trzecim roku życia, a często dopiero w 5 i 6 roku. Samice mogą rodzić cielęta do końca życia, ale przyjmuje się jako górną granicę rozrodu krów z wolnych populacji - 20 lat. Na ogół samice żubra rodzą cielęta co drugi rok. Ciąża u żubrzycy trwa o średnio 264 dni (254-277). Okres wycieleń trwa w stadzie wolnym od maja do lipca, cho­ciaż zdarzają się późne porody (sierpień – październik). Stosunko­wo mały płód sprawia, że nawet doświadczonym hodowcom trudno określić, czy żubrzyca jest ciężarna. Kilka godzin przed porodem żubrzyca staje się niespokojna. Krowa na czas porodu opuszcza stado i powraca do niego z cielęciem dopiero po kilku dniach. Komplikacje porodowe zdarzają się bar­dzo rzadko, znacznie częściej u żubrzyc żyjących w niewoli. Żubrzyca rodzi jedno cielę, porody bliźniacze są rzadkie. Pomimo, iż w latach 1957-2014 urodziło się w białowieskiej populacji 2190 cieląt, nigdy nie obserwowano bliźniąt. Po urodzeniu żubrzyca pracowicie wylizuje cielę, które po około 30 minutach jest w stanie się podnieść, a po dalszych 30 min. notuje się pierwsze próby ssania. W tym czasie lepiej omijać żubrzycę z cielęciem z daleka, ponieważ w obawie o swojego potomka może ona zaatakować intruza. Na szczęście żubrzycę żyjące na swobodzie na poród wybierają odludne miejsca. Cielę jest karmione przez cały rok, ale jeśli krowa nie urodzi nowego cielęcia to ubiegłoroczne potomstwo może jeszcze czasami ssać matkę. Czasami obserwuje się równoczesne ssanie matki przez nowo urodzone i ubiegłoroczne cielę. Związek matki z cielęciem kończy się w drugim roku życia.