Su ciclo de multiplicación comprende la alternancia de dos tipos de células, los cuerpos elementales CE que son divisibles, y representan la forma infectiva, siendo capaces de vivir en el medio externo; y los cuerpos reticulados CR indivisibles metabólicamente activos que constituyen las formas no infecciosas que viven solo intracelularmente.

El ciclo de multiplicación se inicia por la adherencia (0-2 horas) de los CE a las microvellosidades de las células huéspedes susceptibles de infectarse, una vez que ha logrado la fusión con su receptor infecta in vivo únicamente a las células epiteliales no ciliadas, cilíndricas o cuboideas. Después de la unión del CE este penetra la célula epitelial a través de una vesícula al fagosoma (2-4 horas) esta fagocitosis es inducida por Chlamydia, denominándose endocitosis dirigida por el parásito, y es realizada por fagocitosis no profesionales (células epiteliales). La fusión de los lisosomas celulares con el fago soma que contiene el CE, que determinaría normalmente la liberación de sustancias bactericidas hacia el fago soma., se inhibe de manera especifica, esta unión fago lisosoma es un importante factor de virulencia de Chlamydia. La fusión del lisosoma en el fagosoma, como usualmente ocurre, no se produce en este caso hasta los últimos estadios de desarrollo del ciclo.

Una vez dentro de la célula, las Chlamydias permanecen en fago somas y continua su ciclo reproductor. A las (8-121 horas) de penetrar a la célula, el CE metabólicamente inactivo, se reorganiza hacia el CR, metabólicamente activo, entrando a una fase no infectiva, comienza también la síntesis de DNA, proteínas y lípidos, posteriormente los CR se dividen por fisión binaria dentro de las vesículas dando lugar a la formación de los cuerpos de inclusión (18-20 horas), en esta etapa la inclusión empieza a desplazar al núcleo, la síntesis ADN y ARN, proteínas y lípidos continua , mientras que la actividad de la célula parasitaza disminuye, al cabo de una (24-30 horas) los CR se organizan nuevamente hacia el CE, el cociente CE/CR aumenta (40 horas) y, a las (48-72 horas), la célula huésped muere y se rompe, produciéndose la fusión del fago lisosoma y se liberan nuevos CE al exterior que infectan otras células; el lugar de este ciclo de multiplicación, que puede denominarse productivo, el cuerpo de inclusión puede eliminarse por completo al exterior por medio de un mecanismo de exostosis sin que muera la célula, produciéndose una infección persistente, los tratamientos con penicilina y la falta de nutrientes favorecen a este tipo de multiplicación.