Hay mucho sobre la reproducción del oso polar que sigue siendo un misterio. Sin embargo, existe información suficiente para que las piezas puedan ser identificadas y el resto, asumidas a través de conjeturas y materiales. Se trata principalmente de animales solitarios hasta que es hora de que el proceso de apareamiento comience. Los machos iniciarán las acciones para cortejar a las hembras en las que están interesados. Esto ocurre entre abril y mayo de cada año.
Los machos compiten agresivamente entre sí por el derecho a aparearse con las hembras. Existe una tendencia de selección cuando los osos polares se mueven hacia las zonas de caza de alimentos durante las épocas del año. Los machos tendrán una hembra en su mente para acoplarse y lucharán con los otros que quieren estar con ella. Algunos de estos machos han andado más de 100 millas para aparearse con una hembra de la cual han sentido el olor.
Estas peleas entre los machos por las hembras pueden ser muy agresivas. Lucharán por horas resultando en una piel desgarrada, los dientes rotos, y un montón de cicatrices para todos los involucrados. Los machos de mayor edad suelen ser más hábiles en la lucha y más fuertes, por lo que se ganarán el derecho a aparearse la mayor parte del tiempo por encima de los machos más jóvenes.
Si se observan las características físicas de los osos polares, se ve que los machos tienen más pelo en las piernas que las hembras. Los investigadores creen que este pelo adicional es muy atractivo para las hembras. También se cree que sirve como una manera para que ellas decidan con quién quieren aparearse. Se compara con la melena de un león, que también es conocido por atraer a las hembras para fines de apareamiento.
No es raro para las hembras realizar apareamiento con más de un macho. Las pruebas de ADN han demostrado que una camada de cachorros puede ser del mismo padre o de varios. En general, el proceso de apareamiento con cada macho tendrá una duración de una semana completa que ayuda a asegurar que la concepción ha ocurrido.
En la última década ha habido pruebas de que el oso polar en ocasiones se cruza con el oso pardo exitosamente. Esto ha sido confirmado por las características físicas de algunos descendientes, así como las pruebas de ADN. Se cree que esto ocurre de forma limitada.
Las hembras generalmente ganan entre 400 y 500 libras durante su embarazo. Ellas van a construir una guarida para sus cachorros con una seria de cámaras dentro. Los osos polares dan a luz a sus crías en tierra. Una vez que hayan nacido los cachorros, la hembra hibernará en la guarida. Sólo las hembras embarazadas hibernan, las otras se mantienen activas durante todo el año. Lo interesante de los osos polares es que su temperatura corporal no baja como la de otros osos, mientras dura la hibernación. Sin embargo su ritmo cardíaco baja considerablemente, como en otros osos.
Las crías nacerán en cualquier momento entre noviembre y febrero. Sólo pesan cerca de 2 kilos al nacer y son completamente dependientes de su madre para sobrevivir. Generalmente, nacen dos cachorros. La madre vivirá de sus reservas de grasa mientras se mantiene en la guarida cuidando a los cachorros. Debido a que la leche contendrá una gran cantidad de grasa, los cachorros tendrán un peso cercano a 35 libras cuando salgan de la madriguera.
Las hembras son muy cariñosas mientras alimentan a sus crías. Estas permanecerán bajo el cuidado de sus madres hasta que tienen alrededor de 2 ½ años de edad. Aproximadamente el 60% de los cachorros mueren antes de cumplir un año de edad. Esto se debe a los problemas ambientales, lobos, osos e incluso los osos polares machos que los ven como una amenaza.