Плоскі черви за незначними винятками — гермафродити. У примітивних представників цього типу (нижчих турбелярій) немає оформлених гонад, статеві клітини розкидані в паренхімі; запліднення — внутрішнє. У більш високорозвинених форм є справжні гонади — яєчники тасім'яники, протоки для виведення сперми й зрілих яєць, а також ціла низка органів, що забезпечують внутрішнє запліднення й зберігання сперми іншої особини; формування шкаралупки яєць тощо. Деталі будови статевої системи у представників різних класів дуже різноманітні. Характерною особливістю ембріонального розвитку плоских червів є спіральне дробіння, часто вторинно змінене. У більшості вільноживучих турбелярій розвиток прямий, з яйця виходить особина, що відрізняється від дорослих лише за розмірами та недорозвиненою статевою системою. Деякі морські полікладіди розвиваються з метаморфозом, у них є планктонна личинка. У паразитичних форм, як правило, життєвий цикл дуже складний, він включає кілька поколінь, що мають різну будову. При цьому одне покоління утворюється внаслідок статевого, а друге — партеногенетичного (з незапліднених яйцеклітин) розмноження. Таке чергування поколінь називається гетерогонією. Поряд із статевим розмноженням у деяких груп існує нестатеве.
