La reproducción comienza cuando el chimpancé está cerca de los 10 años de edad. Todavía hay muchas preguntas que rodean el proceso a pesar de que han sido cuidadosamente observadas, y hay diferentes informaciones sobre esta cuestión.
En algunos grupos hay un macho dominante y es el único que se aparea con las hembras. Con este tipo de jerarquía, los machos se enfrentarán entre sí para ser el líder dominante. En otros grupos el apareamiento sí se produce entre varios machos y hembras. No hay un orden establecido, pero se cree que cuando tienen más alimento y terreno, se aparean con más frecuencia.
También se cree que los chimpancés participan en el proceso de apareamiento para la interacción social. Puede que no tenga nada que ver con los esfuerzos de reproducción como es el caso para la mayoría de los animales. Las hembras pueden pasar por un ciclo de celo que dura aproximadamente 36 días.
Es durante este período de tiempo que será probable que quede embarazada. Los machos se sentirán atraídos por los aromas hormonales que las mujeres ofrecen durante este periodo. En muchos casos, las hormonas más bien hacen que las hembras tomen la iniciativa y busquen a los machos para aparearse.
El apareamiento del chimpancé puede ocurrir en cualquier momento del año, aunque es más probable durante la temporada de lluvias que es cuando tienen muchas hojas y frutos para alimentarse. También tienen temperaturas más frescas a su alrededor que les aportan mayores niveles de energía.
El embarazo oscila entre 200 y 260 días. El promedio es de 230 días y las crías pesan sólo un par de libras al nacer. Por lo general, sólo nace una, aunque los gemelos son muy comunes. De hecho, las posibilidades de partos de gemelos son más altas que para los seres humanos.
La madre lleva a sus crías con ella durante los primeros seis meses de vida. Ella hace todo lo posible para protegerlos del peligro. Después de los seis meses de edad pueden comenzar a moverse por su propia cuenta, pero se les anima a quedarse cerca. La madre los lleva en la espalda, y si algo le ocurriera a ella, los pequeños chimpancés serán adoptados por otras hembras. Si son destetados a veces son cuidados por los hombres.
Una hembra sólo da a luz una vez cada cinco años aproximadamente, esto le da mucho tiempo para enfocar su atención en el joven que tiene con ella. En caso de morir su bebé ella llorará la pérdida pues crean vínculos muy fuertes con sus hijos y luego se volverá a aparear.
Las madres pueden permanecer muy cerca de sus hijos mayores, incluso cuando tiene otros más jóvenes. Este es un hecho muy interesante. Los hermanos mayores suelen echar una mano también con el cuidado de los más pequeños.
Los machos no suelen hacer mucho por el cuidado de sus hijos. Sin embargo, se involucran en actividades lúdicas con ellos a medida que envejecen. A veces son muy agresivos con los jóvenes por lo que son seguidos de cerca por las madres, pero otras se les ha observado tratando de alimentar a los jóvenes cuando los recursos alimenticios son extremadamente bajos.