Avant la reproduction, le poisson doit devenir sexuellement mature, tout comme les autres animaux. Dans une étude réalisée par Robert C. Summerfelt et Paul R. Turner, le poisson-chat à tête plate a atteint l'âge de 10 ans avant de devenir suffisamment mature sexuellement pour se reproduire.
Avant qu'un poisson-chat puisse se reproduire, l'eau dans laquelle il vit doit atteindre une certaine plage de température. Les températures autour de 24 à 27 C (75 à 80 F) sont idéales pour le frai de la plupart des types de poisson-chat. Si l'eau n'atteint pas la bonne température, le poisson ne se reproduira pas. Les poissons-chats frayent entre mars et juin. C'est à ce moment que l'eau dans leur environnement est à une température idéale.
Le frai est le processus de ponte des œufs. Les poissons-chats mâles et femelles construisent un nid dans du bois, des herbes ou des rochers submergés. Cette zone est généralement isolée et facilement protégée des prédateurs. La femelle pond ses œufs sur le nid, qui est une surface plane recouverte de bulles produites par les parents. Elle peut pondre de quelques centaines d'œufs à environ 21 000. Plus le poisson est âgé et sa taille détermine le nombre d'œufs qu'il pondra. Le mâle les asperge ensuite de sperme pour les féconder. Certains poissons-chats, tels que les variétés blanches et de canal, gardent leurs œufs jusqu'à leur éclosion. Il faut environ 10 jours aux œufs de poisson-chat pour mûrir et éclore. Une fois éclos, les bébés (appelés alevins) sont protégés par le mâle jusqu'à l'âge d'environ une semaine. Une fois la semaine terminée, les alevins quittent le nid.