แมลงสาบมีการเจริญเติบโตเป็นแบบไม่สมบูรณ์ (Incomplete metamorphosis) ซึ่งเป็นการเจริญเติบโตที่มีการเปลี่ยนแปลงทั้งรูปร่างและขนาด วงจรชีวิต (life cycle) ประกอบด้วย 3 ระยะ คือ ไข่ (egg), ตัวอ่อนหรือตัวกลางวัย (nymph), และตัวเต็มวัย (adult) ตัวอ่อนจะมีรูปร่างลักษณะคล้ายตัวเต็มวัยมาก ต่างกันที่ขนาด ปีก และอวัยวะสืบพันธุ์เท่านั้น แมลงสาบวางไข่เป็นกลุ่ม กลุ่มละหลายฟอง และจะเชื่อมติดกันเป็นกลุ่มด้วยสารเหนียวมีลักษณะเป็นแคปซูล หรือกระเปาะ รูปร่างเหมือนเมล็ดถั่ว (ootheca) รูปร่างลักษณะของแคปซูลจะแตกต่างกับไปไม่แน่นอนแล้วแต่ชนิดของแมลงสาบ แมลงสาบบางชนิดจะนำกระเปาะไข่ติดตัวไปด้วยจนไข่ใกล้จะฟักจึงปล่อยออกจากลำตัว แต่บางชนิดอาจมีการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ (parthenogenesis) ก็ได้ ลักษณะการวางไข่ของแมลงสาบแตกต่างกัน บางชนิดจะวางไข่ตามซอกมุมหรือในดิน หรืออาจจะวางติดกับฝาผนังบ้าน หรือเฟอร์นิเจอร์ต่างๆ จำนวนไข่ในแต่ละกระเปาะจะแตกต่างกันตามแต่ชนิดของแมลงสาบด้วย โดยทั่วไปจะมีประมาณ 16/18 ฟอง แต่อาจจะวางได้หลายชุด บางชนิดอาจจะวางเพียง 4-6 ชุด แต่บางชนิดอาจวางมากถึง 90 ชุด ก็ได้ อายุของไข่จะแตกต่างกันขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความชื้น ปกติไข่จะฟักได้เร็วในที่ๆมีอุณหภูมิสูง ตัวอ่อนที่ฟักออกจากไข่ใหม่ๆจะมีสีขาวและไม่มีปีก มีการดำรงชีพแบบอิสระ (free living) เมื่อมีอายุได้ 3-4 สัปดาห์ ก็จะมีการลอกคราบเกิดขึ้น การลอกคราบนี้จะเกิดขึ้นอีกหลายครั้งจนกระทั่งเป็นตัวเต็มวัย ในแมลงสาบที่มีปีกเกิดขึ้นมีลักษณะเป็นแผ่นเล็กๆอยู่ทางด้านข้างของอก ปล้องที่ 2 และ 3 และจะค่อยๆมีขนาดใหญ่ขึ้นจนกระทั่งเจริญเต็มที่ เมื่อเป็นตัวเต็มวัยแต่บางชนิดก็จะมีลักษณะเป็นติ่งยื่นออกมาเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ถึงแม้จะเป็นตัวเต็มวัยแล้วก็ตาม บางชนิดก็ไม่มีปีกเลย จำนวนครั้งในการลอกคราบของตัวอ่อนและระยะเวลาที่ใช้ในการเจริญเติบโตจนกระทั่งเป็นตัวเต็มวัย จะแตกต่างกันตามแต่ชนิดของแมลงด้วย เมื่อเจริญเป็นตัวเต็มวัยแล้วก็จะมีการผสมพันธุ์และการวางไข่เกิดขึ้น หลังจากวางไข่หมดก็จะมีอายุต่อไปได้อีกหลายวัน