Els bacteris es reprodueixen dividint-se en dos, gràcies a un mecanisme similar al de les cèl·lules de la majoria dels organismes.
El mecanisme de divisió de la cèl·lula bacteriana comprèn una fase de repòs en què es produeixen lleus modificacions en les estructures de la reproducció cel·lular, i una fase activa, durant la qual aquestes estructures experimenten modificacions substancials.
Durant la fase de repòs, el mesosoma central, format per un plec de la membrana citoplasmàtica, forma un envà transversal incomplet, ja que per la part central no és tancat sinó que deixa una obertura que abasta la major part del diàmetre de la cèl·lula. Durant aquesta fase, igualment, l’ADN nuclear, que constitueix el motor de la divisió cel·lular, roman proper a un determinat sector del mesosoma central.
La fase activa de la reproducció de la cèl·lula bacteriana s’inicia quan l’ADN nuclear es replica, és a dir, quan s’elabora una nova molècula d’ADN idèntica a l’original. Després, les molècules d’ADN s’allunyen les unes de les altres de manera que cadascuna constituirà l’ADN nuclear de les dues cèl·lules filles que es van elaborant. Paral·lelament, els altres components del nucli cel·lular i del citoplasma es distribueixen a tots dos costats de la cèl·lula mare. Finalment, el mesosoma central es tanca i es formen els nous sectors de paret cel·lular al seu interior, de manera que les dues noves cèl·lules queden del tot constituïdes.
Durant la fase de repòs, els bacteris es desenvolupen i s’engruixeixen, i es preparen per a reproduir-se. La durada de la fase de repòs varia moltíssim segons les espècies i les condicions físiques i químiques de l’ambient, i poden anar des d’algunes desenes de minuts, com s’esdevé quan determinades espècies de bacteris es troben submergides al seu medi idoni, fins a uns dies.
Per contra, la durada de la fase activa de la reproducció bacteriana depèn més estretament de l’espècie de bacteri de què es tracti que del medi extern, ja que una vegada s’ha iniciat el fenomen de replicació de l’ADN nuclear, el programa genètic de divisió cel·lular s’executa automàticament fins que es formen les dues cèl·lules filles. En la majoria de les espècies de bacteris, la fase activa de reproducció es desenvolupa en un període de temps que oscil·la entre 20 i 60 minuts. Això no obstant, en algunes espècies de bacteris, com per exemple l’Escherichia coli, pot ésser aproximadament de deu minuts, mentre que en d’altres, com per exemple en Mycobacterium tuberculosis o bacil de Koch de vegades arriba a les vint hores.
Després que s’ha acabat el cicle reproductiu, les cèl·lules bacterianes filles es poden separar i allunyar entre elles, per exemple, impulsades per corrents de líquids o pressions externes de diferent intensitat o direcció. Tanmateix, però, sovint continuen properes i fins i tot adherides entre elles tot formant a la llarga colònies o aglomeracions de bacteris, que poden contenir milers o milions d’unitats de microorganismes. La tendència a formar colònies és més habitual en els bacteris que no tenen mobilitat pròpia, i generalment es produeix quan els bacteris s’assenten en un medi propici.