Jääkarhut tulevat sukukypsiksi 3–5 -vuotiaina. Parittelu tapahtuu huhti-kesäkuussa. Kun jää alkaa sulaa ja päivät pitenevät, urokset alkavat etsiä parittelukumppania, joka usein tarkoittaa pitkiä matkoja. Koska jääkarhut ovat yksineläjiä, pari pysyy koossa vain noin viikon, sen jälkeen uros lähtee tiehensä, etsimään ruokaa tai uutta kumppania.
Tiineenä oleva naaras rakentaa loka-marraskuussa itselleen pesän. Vahvoilla etukäpälillään se kaivaa lumeen ns. synnytysluolan, jonka suu jää yleensä etelän suuntaan. Luolaan johtaa tunneli, jonka päässä on yksi tai kaksi kammiota. Talvehtimaan jäädessään naaras sulkee luolansuun, mutta jättää kattoon tuuletusaukon, jotta luolassa olisi tarpeeksi happea. Luolassa on ulko-olosuhteisiin verrattuna lämmintä ja turvallista. Niukkalumisessa paikassa luolan voi rakentaa myös maahan.
Naaraan tiineys kestää 195–265 päivää.
Pennut, yleensä kaksi kappaletta, syntyvät joulukuun paikkeilla ja pysyttelevät emonsa kanssa pesässä kevääseen asti. Naarasjääkarhu voi elinaikanaan saada enintään viisi pentuetta, joten tämän lajin syntyvyys on nisäkkäiden seassa yksi pienimmistä.
Vastasyntyneet pennut ovat 30–36 cm:n pituisia ja painavat enintään puoli kilogrammaa. Ne ovat syntyessään lähes karvattomia, silmät ja korvat suljettuina. Niiden nahka on aluksi vaaleanpunainen, mutta kasvaessaan se muuttuu mustaksi. Emon runsaan ja rasvaisen maidon ansiosta karhunpennut kasvavat nopeasti
Kevään saapuessa jääkarhunpennut ovat riittävän vahvoja tullakseen emonsa kanssa ulos luolasta. Sen jälkeen luola hylätään – karhuperhe ei palaa enää siihen. Monta kuukautta paastonnut emokarhu on käyttänyt kaikki rasvavarantonsa poikasia imettäessään ja nyt on aika mennä pentujen kanssa hylkeitä saalistamaan.
Pesästä poistumisen jälkeenkin pennut pysyvät koko ajan emon lähellä – alkaa oppimisen aika. Pennut elävät emonsa seurassa n. 2,5-vuotiaiksi asti, jolloin emo opettaa niille kaikki itsenäiseen elämään tarvittavat taidot. Pari-kolmevuotiaat poikaset ovat jo tarpeeksi kokeneita aikuiselämän aloittamiseen.