L’étoile de mer polaire adopte une stratégie de reproduction originale. À l’approche de l’hiver, lorsque les températures atteignent environ 2 degrés Celsius, les individus, jusqu’ici solitaires, cherchent à créer des contacts.
Lors du rapprochement sexuel, le mâle dépose ses gamètes (cellules reproductrices) sur le fond marin sous la forme d’un film collant. Cette action stimule une femelle qui, à son tour y déposera de 1000 à 3000 œufs.
La fécondation, qui se fait à l’extérieur du corps, est suivi d’un comportement remarquable : les femelles recouvrent les œufs avec leur corps en enroulant les bras en forme de spirale. Elles les protègent ainsi pendant 5 à 7 mois, sans s’alimenter durant cette période.
Les embryons se développent en larves, qui utilisent leurs réserves internes et ne dérivent pas dans le plancton (comme plusieurs autres espèces d’Astéridés). Ce développement direct, sous la protection maternelle, limite la dispersion et augmente la survie des jeunes dans les eaux froides et stables.