Majoritatea bacteriilor se repetă printr-un proces cunoscut sub numele de fisiune binară. O bacterie începe să crească la aproximativ dublul dimensiunii normale și să reproducă materialul genetic, apoi se împarte în două celule identice.
Înainte ca o celulă bacteriană să se împartă în două, trebuie să creeze două copii identice ale ADN-ului său și să trimită câte o copie pe fiecare parte a celulei. Aceasta se întâmplă în același timp în care celula crește în volum, replicându-și proteinele și alte structuri celulare. Odată ce ADN-ul a fost împărțit, un perete de celule special, cunoscut sub numele de plăcuța ecuatorial, începe să crească parțial între celulele bacteriene originale. Placa ecuatorială în cele din urmă crește peste tot în celulă, împărțind-o în două.
Fisiunea binară este un proces foarte rapid. Când condițiile sunt corecte, ceea ce pentru majoritatea speciilor bacteriene înseamnă că temperatura este caldă și este disponibilă o cantitate foarte mare de umiditate, bacteriile se pot diviza o dată la fiecare 20 de minute. Acest lucru permite populațiilor bacteriene să crească exponențial, deoarece fiecare diviziune duce la o dublare a numărului de bacterii prezente.
Câteva specii de bacterii replicate prin alte metode decât fisiunea binară. Unele cianobacterii se repetă printr-un proces numit înmugurire, în care o mică bacterie a descendenților crește ca un mug pe o bacterie mai matură și mai matură, înainte de a se desprinde singură pe cont propriu.