Les martin-pêcheurs se reproduisent au cours de leur première année, et la formation des couples commence généralement en février. Si le mâle et la femelle ont des territoires voisins, ceux-ci peuvent fusionner pour la saison de reproduction.
Les deux oiseaux creusent le terrier du nid dans le sol sablonneux sans pierre d’une rive basse de cours d’eau, généralement à environ 0,5 m du sommet. Les oiseaux choisissent une berge verticale dégagée de toute végétation, car elle offre un degré raisonnable de protection contre les prédateurs.
Le tunnel du nid mesure généralement 60 à 90 cm de long, et le diamètre de 6 cm est à peine plus large que l’oiseau. La chambre du nid à l’extrémité a une légère dépression pour empêcher les œufs de rouler, mais aucun matériau n’est apporté au nid. 2-3 couvées sont élevées en succession rapide, normalement dans le même nid.
La première ponte de 6-7 œufs est déposée fin mars ou début avril. Les deux adultes couvent les œufs et les poussins éclosent 19 à 21 jours plus tard. Chaque poussin peut manger 12 à 18 poissons par jour, et ils sont nourris en rotation ; une fois qu’un poussin est nourri, il se déplace à l’arrière du nid pour digérer son repas, ce qui amène les autres à avancer.
Les poussins sont normalement prêts à quitter le nid à l’âge de 24-25 jours, mais si l’approvisionnement en poissons est faible, ils peuvent prendre jusqu’à 37 jours. Une fois hors du nid, les jeunes ne sont nourris que pendant quatre jours avant que les adultes ne les chassent du territoire et ne commencent la couvée suivante.