En Europe, la mante religieuse devenue adulte s'accouple d'août à octobre. Le mâle, comme tout animal s'approchant d'une mante, se fait parfois dévorer pendant ou après la copulation. Plusieurs accouplements peuvent avoir lieu, mais un seul est nécessaire pour la fécondation. Même après avoir eu la tête coupée, le mâle continue à copuler et envoyer des spermatozoïdes. Contrairement à une idée reçue, le cannibalisme lors de l'accouplement n'est cependant pas essentiel pour que la femelle dispose des ressources protéïques nécessaires pour porter les œufs ; reste qu'il est quasi systématique en vivarium. Certains y voient une forme de cannibalisme tandis que d'autres préfèrent y voir une forme d'abnégation.
En septembre, octobre ou novembre, la femelle pond 200 à 300 œufs. Elle dépose une soie blanche, proche de la mousse de polyuréthane, sur un support comme une tige forte, une pierre ou un mur. Émise sous une forme blanche et crémeuse, cette soie est brassée et agencée par les valves génitales et prend la forme d'une structure en lamelles. Une fois durcie et brunie par oxydation, elle protège les œufs jusqu'au printemps. Cette structure s'appelle l'oothèque. Plusieurs oothèques peuvent être déposées par la même femelle et parfois une seconde ponte peut suivre, relativement rapidement, mais les oothèques bien conformées et "garnies", sont en principe peu fréquentes. En captivité, une femelle non fécondée peut déposer une (ou plusieurs) oothèque(s) stérile(s). Les œufs sont jaunes, très allongés, et régulièrement disposés au fur et à mesure de l'élaboration de l'oothèque. Ils n'occupent que la partie centrale, et sont logés dans des cellules très étroitement accolées qui forment une sorte de noyau dense et résistant. Le reste de l'oothèque est essentiellement lamellaire, très aéré, nettement moins rigide.