La llama macho alcanza la madurez sexual a los 3 años de edad, mientras que la hembra comienza a aparearse cuando cumple su primer año de vida. Gracias a su poligamia, el macho dominante forma un harén de alrededor de 6 hembras en un área determinada; no permite que otros machos se metan a su territorio. El apareamiento se produce a finales de verano o principios de otoño y se realiza con el macho y la hembra recostados, durante un tiempo estimado de 20 a 45 minutos.

De 24 a 36 horas después de la cópula la hembra libera un óvulo fecundado que dará lugar a una pequeña llama. La gestación dura unos 350 días y regularmente nace sólo 1 cría de 10 kilos de peso, con la habilidad de caminar y correr 1 hora después de haber nacido. En vista de que la madre no puede lamer al pequeño debido a su corta lengua, se limita a acariciarlo y emitir sonidos. La cría es amamantada hasta el cuarto mes del nacimiento.