Статевої зрілості каспійські самці білуги досягають у 13-18 років, а самки – переважно у 22-27 років. Плодючість білуги, залежно від розмірів самки, становить від 500 тисяч до мільйона (у виняткових випадках – до 5 мільйонів) ікринок. Є дані, що великі (2,5-2,59 м.
Нерестовий хід у Волгу починається в березні за температури води 6 – 7 °С, закінчується – у жовтні. У Дон білуга йде з березня по грудень, а в Дунай – з березня. Ярові риби мечуть ікру в рік заходу в річку. Особини літньо-осіннього ходу зимують у річці на ямах.
При цьому на тулуб припало 667 кілограмів, на голову 288 кілограмів і 146,5 кілограмів на ікру. Вага самки в період нересту збільшується багаторазово. Адже білуга метає мільйони ікринок! У 1924 році на Бірючій косі в Каспійському морі зловили самку такої ж ваги в 1,2 тонни.