Проросшая спора гомоталлического гриба образует четырехядерный плодоносящий мицелий. В плодовом теле, особенно в траме и субгимении, число ядер уменьшается так, что в гимении и в базидии содержатся только два ядра. Они сливаются, и после мейоза каждая из двух спор получает два гаплоидных ядра, которые еще раз делятся митотически.
В качестве половых клеток шампиньон образует на плодовом теле миллионы бурых овальных спор. При наличии растущего мицелия шампиньона или при большом скоплении спор они прорастают и из них появляется ростковая трубка, которая разветвляется и образует клетки гиф с 6-26 ядрами. Ядра в клетках гиф делятся совершенно независимо друг от друга. В результате образования анастомоз происходит интенсивное переплетение мицелия. По мере распространения мицелия в питательном субстрате гифы складываются в более толстые мицелиальные тяжи, служащие для перемещения питательных веществ на значительные расстояния.
В ходе выращивания шампиньонов мицелий пронизывает питательный субстрат до кроющего слоя почвы («покрышки»), которым в практике покрывают гряды, и образует на концах тяжей и кроющем слое сначала еще не дифференцированные зачатки плодовых тел размером в миллиметр.
Затем плодовые тела дифференцируются на ножку и шляпку. На пластинках шляпки образуется гимений с двуспоровыми базидиями. В субгимении и в базидии каждая клетка имеет только два ядра. В базидии происходит кариогамия и затем мейоз с гетеро- и гомеотипичным делением, в результате которого образуется четыре гаплоидных ядра, причем в каждой из двух спор остается по два ядра. Через некоторое время ядра делятся вторично.
В зрелой споре находится, таким образом, четыре гаплоидных ядра. Шампиньон - обоеполое растение, и поэтому моноспоровые культуры, как правило, фертильны.