Формы размножения радиолярий изучены еще недостаточно. Многие виды размножаются бесполым путем, делясь надвое. При этом скелетные элементы либо распределяются между дочерними особями, либо у одной из дочерних особей скелет формируется заново. Ядро, расположенное в центральной капсуле, при этом делится надвое. Во время этого деления ядра наблюдается необычно большое число хромосом, превышающее 1000. Большое число хромосом зависит от высокого уровня полиплоидности ядра. Подобные высокополиплоидные ядра радиолярий называются первичными. У немногих видов радиолярий, например у Aulacantha scolymantha из отряда Phaeodaria, наблюдался процесс распада первичного ядра на большое число вторичных ядер, обладавших небольшим числом хромосом. Вокруг каждого вторичного ядра обособляется участок цитоплазмы и получается стадия бесполого размножения, соответствующая агамете фораминифер .