Il n'y a pas de dimorphisme sexuel chez le cagou. Seuls leurs chants ou une analyse génétique permettent de déterminer mâles et femelles. La maturité sexuelle du cagou est encore floue, elle est généralement atteinte l'âge de deux ans.
Le cycle de reproduction débute en juin, pendant la saison fraiche. Il commence généralement par une parade nuptiale: le mâle et la femelle sont face à face, ailes ouvertes, huppes dressées et tournent l'un autour de l'autre. Répétée plusieurs fois, cette danse peut être suivie d'accouplements successifs. Environ trois semaines après, le couple cherche un endroit paisible pour accueillir la progéniture.
Le nid est construit à même le sol, constitué de branches sèches et de feuilles mortes, il mesure environ 35 cm de diamètre. La femelle ne pond qu'un seul œuf par an. Il est marron crème tacheté de rouge brun. Cet œuf mesure 60 mm de long et pèse 52g. L'incubation dure environ 35 jours, le mâle et la femelle se relaient chaque jour, vers midi.
À la naissance, le poussin est couvert d'un léger duvet de couleur brun jaune qui rappelle le sol. Cela lui permet de mieux se camoufler. Au bout d'une semaine le poussin commence à s'aventurer à une centaine de mètres du nid. Depuis la naissance et jusqu'à la 15ème semaine, le jeune poussin sera nourri par ses parents. Ils tiennent la proie (vers de terre et insectes essentiellement) dans leur bec pour que le jeune l'ingurgite. À partir de la quinzième semaine il est apte à se nourrir seul.
Son plumage ne cesse d'évoluer depuis sa naissance. Ce n'est que vers deux ans que son plumage roux de jeune cagou cède sa place au gris bleuté de l'adulte. À partir de là, le jeune cagou quitte le territoire de ses parents pour former à son tour un couple sur un nouveau territoire.
