Белые медведи достигают половой зрелости в возрасте 3–5 лет и готовы к спариванию с середины апреля до конца июня. Когда лед начинает таять, и дни становятся длиннее, самцы отправляются на поиски партнерши, проходя при этом большие расстояния. Так как белые медведи ведут одиночный образ жизни, пара держится вместе всего с неделю, затем самец уходит на поиски пищи или новой самки.
Готовясь к рождению медвежат, медведица сооружает в октябре-ноябре берлогу. Своими мощными лапами она выкапывает в снежном сугробе пещеру, обычно — на южном склоне. В берлогу ведет туннель, в конце которого находится одна или две гнездовые камеры. Залегая на зимовку, медведица заваливает вход в берлогу, оставляя лишь отверстие для вентиляции в потолке. В малоснежные периоды она может выкопать берлогу и в земле.
Беременность длится 195–265 дней.
Обычно в декабре у самки появляется потомство, чаще всего — два медвежонка. Медведица остается с ними в берлоге до начала весны. В течение жизни самка белого медведя может произвести на свет всего лишь до пяти выводков. Таким образом, это млекопитающее с очень низкой рождаемостью.
Новорожденные медвежата имеют длину 30–36 см и весят примерно 0,5 кг. Они рождаются почти голыми, с закрытыми глазами и ушами. Их розовая кожа по мере роста волос постепенно становится черной. Благодаря питательному материнскому молоку медвежата быстро растут.
В марте-апреле медвежата становятся достаточно крепкими для выхода из берлоги. Выйдя с детенышами из берлоги, медведица больше в нее не возвращается. Так как медведица много месяцев ничего не ела и при этом кормила медвежат молоком, ее жировые запасы к этому времени израсходованы, поэтому первым делом она отправляется с медвежатами охотиться на тюленей.
После выхода из берлоги медвежата всюду следуют за матерью. Начинается длительный период обучения. За два года мама должна научить медвежат всему, что необходимо для выживания. Двух-трехлетние медведи уже достаточно опытны, чтобы начать самостоятельную жизнь.