In optimaler Umwelt hat der Elch eine Vermehrungspotenz von etwa 160 Kälbern auf 100 mehr als zweijährige Kühe. Höchstens die Hälfte der Kälber überlebt das erste Jahr.
Die Reproduktionsrate des Elchs ist besonders in Skandinavien sehr hoch. Das liegt unter anderem daran, dass die Winter dort, aus Sicht des Elchs gesehen, kurz und schneearm sind. Wegen der Art der Waldwirtschaft bietet sich dem Elch im Sommer und Winter ein ideales Nahrungsangebot. Das Vorkommen von Raubtieren wie Wolf und Bär ist gering.
Wenn die Nahrungsmenge im Sommer reichlich war, werden bis zu 90 % der Kühe trächtig und ca. 30 % von ihnen tragen Zwillinge, die in den meisten Fällen verschiedenen Geschlechts sind.
Bei Nahrungsknappheit im Sommer sinkt die Trächtigkeitsrate auf bis zu 50 % und Zwillinge kommen gar nicht vor. Erstgebärende bekommen immer Einzelkinder.
Ganz selten kommen auch mal Drillinge vor (etwa einmal unter 1000 Geburten).
Die Fruchtbarkeit der Elchkühe vermindert sich im Alter von 12 bis 13 Jahren, sie hört aber nie ganz auf. Man hat auch 18 bis 20 Jahre alte Kühe schon mit Kälbern gesehen. Die Aufzucht der Kälber ist allein die Verantwortung der Mutter.
Den Kälbern werden die besten Nahrungsvorkommen gezeigt und in schneereichen Wintern tritt die Kuh für den Nachwuchs den Schnee herunter, damit die Sprösslinge besser an Nahrungspflanzen heran kommen. Die Kälber treten in solchen Wintern auch gerne in die Fährte der Mutter, um auf diese Wiese Kräfte zu sparen. Die Bullen dagegen kümmern sich nicht um den Nachwuchs.
Durch Unfallopfer im Straßenverkehr hat man festgestellt, dass es nach der Befruchtung etwa drei Wochen dauert bevor mit bloßem Auge das befruchtete Ei und damit die Trächtigkeit der Kuh zu erkennen ist. Im Gegensatz zu den Rehen nistet sich das befruchtete Ei beim Elch bereits 1 1/2 Monate nach der Befruchtung in der Gebärmutterschleimhaut ein. Das Reh dagegen hat eine verzögerte Embryoentwicklung, es dauert bis zur Hälfte der Trächtigkeitszeit bevor sich die befruchtete Eizelle in der Gebärmutter einnistet. Damit hat die Ricke den Vorteil nicht im ohnehin nahrungsarmen Winter auch noch das neue Leben mit ernähren zu müssen. Die Elchkuh braucht dieses energiesparende Vorgehen anscheinend nicht, und der Embryo wächst den ganzen Winter über. Allerdings bekommen die Ungeborenen im Frühjahr vor der Geburt einen richtigen Wachstumsschub.
Im Rahmen der Entwicklung des Ungeborenen lassen sich bereits, wenn der Embryo nur knapp einen Zentimeter lang ist, die Vorderläufe als Auswüchse erkennen. Bei einer Größe von 2 cm und einem Alter von eineinhalb Monaten sind Augen und Ohren auszumachen. Nach 2 Monaten kann bereits das Geschlecht bestimmt werden. Sowohl das männliche als auch das weibliche Geschlechtsorgan hat zunächst eine penisartige Form. Der Penis beim Bullenkalb wächst während er weiteren Entwicklung nach vorne Richtung Nabelschnur. Beim weiblichen Kalb wachsen die Geschlechtsorgane nach hinten Richtung Schwanz. Ebenfalls im Alter von zwei Monaten ist bei beiden Geschlechtern der Bart zu erkennen. Nach 2 1/2 Monaten nehmen die Klauen Form an und kurz darauf ist auch das haarlose Nasenfeld zu erkennen. Nach 4 bis 5 Monaten entwickelt sich bei den Ungeborenen das Fell. Zunächst am Maul und den Ohren danach auch am Körper. Nach etwa sechs Monaten sieht das Kalb wie bei der Geburt aus und nimmt im Laufe der letzten zwei Monate lediglich an Größe zu. Die Klauen härten aus, sind aber noch von weichen, gelben Hüllen umgeben, wahrscheinlich um mit den scharfen Rändern nicht die Fruchtblase zu zerstören, die die Ungeborenen bis zur Geburt umgibt.
Die Tragzeit beträgt um die 8 Monate (226 - 264 Tage). Die Kälber kommen zwischen April und Anfang Juni zur Welt, meist jedoch in der zweiten oder dritten Maiwoche. Wegen der im Verbreitungsgebiet des Elchs herrschenden kühlen Temperaturen haben Kälber, die zu früh geboren werden, kaum eine Überlebenschance. Außerdem ist im zeitigen Frühjahr die Vegetation noch nicht so weit entwickelt, dass sie bereits Schutz vor Jägern bieten kann.
Auch zu spät geborene Kälber haben schlechtere Chancen, denn es gelingt ihnen in der Zeit des kurzen Sommers nicht, bis zum nächsten Winter genügend an Gewicht zuzunehmen. Schon Ende Juni geborene Kälber überleben den Winter kaum, vor allem in schneereichen Wintern. Sich nur von Zweigen zu ernähren, ist für ein Kalb, das zu Beginn des Winters noch gesäugt wird, sehr riskant. Der Pansen ist noch nicht voll entwickelt und deshalb zu klein. Außerdem ist die Bakterienflora noch nicht vorhanden und schwer aufzubrechende Nahrung wie Zweige können noch nicht verwertet werden. Sollte das Kalb dennoch den Winter überleben, ist damit zu rechnen, dass die körperliche Entwicklung verzögert ist. Es gibt Erhebungen, die belegen, dass solche Kälber die Defizite aus jungen Jahren nicht mehr aufholen und deshalb anfällig für Krankheiten oder Beute für Raubtiere werden.
Die Elchkuh sucht sich zur Geburt ein ruhiges Plätzchen in einem Fichtendickicht oder einer Baumgruppe, vor neugierigen Blicken versteckt, dort baut sie ein Lager oder "Bett", in dem sie sitzend ihren Nachwuchs zur Welt bringt. In den ausgedehnten Sumpfgebieten z. B. in Lappland sucht sie dafür so genannte Sumpfinseln auf, kleinere baumbestandene Inseln mit festem Untergrund. Das Elchkalb wird mit Beinen und Kopf voran geboren und ist in eine Haut eingepackt. Die Geburt selbst dauert im Normalfall höchstens eine Viertelstunde.
Die Kuh frisst die Nachgeburt zur Stimulierung der Milchproduktion, denn sie ist sehr proteinhaltig. Es gibt allerdings auch Wissenschaftler, die die Auffassung vertreten, dass die Kuh den Geburtsplatz reinigt, um Raubtiere fern zu halten. Denn in diesem Versteck wird sie auch im nächsten Jahr wieder gebären.
Durch das Trockenlecken nach der Geburt bildet sich ein enges Band zwischen Kuh und Kalb.
In den ersten beiden Tagen nach der Geburt werden die Kälber auch im Sitzen gesäugt, sie trinken 8 bis 10 Mal am Tag je 2,5 bis 3 Minuten. Die Kuh selbst beendet die Mahlzeit, indem sie zunächst nasale Locklaute von sich gibt, bevor sie sonst einfach über den Rücken der Kälber steigt und davongeht.
Im Alter von etwa 50 Tagen lassen die Elchkühe ihre Kälber 4 Mal am Tag je 1 Minute saugen. Die Kälber nehmen dabei zu Beginn etwa 1,5 Liter später bis zu 3 Liter Milch am Tag auf. Elchkühe haben ein mit vier Saugwarzen versehenes Gesäuge. Elchmilch ist fetter als Kuhmilch und sehr nährstoffreich. Sie enthält 10-11% Fett und 15 % Eiweiß das entspricht 1433 kcal je Liter Milch und damit wachsen die Kälber schnell.
Tatsächlich sind Elchkälber die am schnellsten wachsenden Landsäugetiere Nordamerikas. Verliert die Kuh während der Stillzeit ihre Kälber, trocknet die Milch innerhalb weniger Tage ein. Euterentzündung oder Milchstau wurden bisher nicht festgestellt.
Das Kalb verständigt sich mit der Mutter durch einfache Blöklaute. Kälber können in den ersten Tagen nach der Geburt nur grunzen, später entwickeln sie eine kräftige Stimme, so dass ihr durchdringender Schrei fast wie menschliches Babygeschrei klingt.
Im Geburtslager oder in einem Dickicht versteckt die Mutter ihre Sprösslinge vor ihren zahlreichen Feinden, wenn sie äsen geht. Oft wählt die Mutter eine dicht bewachsene Insel in einem See, die aufgrund ihrer natürlichen Lage schon ausreichend Schutz bietet. Mitunter verliert sie ihre Kleinen an findige Kojoten, Vielfraße, Bären oder Wölfe, die ständig auf der Suche nach einer Mahlzeit herumstreifen.
Aber oft passiert das nicht, denn Elchmütter entfernen sich nie weit von ihren Jungen. In der Regel werden von Menschen berührte Kälber (ggf. mit Sendern versehen) von der Mutter wieder angenommen.
Obwohl sie Nestflüchter sind und schon 10 - 20 Minuten nach der Geburt stehen und ein paar Tage danach der Mutter auf ihren Streifzügen durch das Revier folgen können, sind sie in den ersten Tagen hilflos und sehr gefährdet. Die Mutter verteidigt sie selbst gegen Grizzlys aufs heftigste. Dazu benutzt sie die Vorderhufe als gefährliche Waffen. Verwaiste Kälber haben ohne die Mutter so gut wie keine Überlebenschance und werden schnell von ihren Feinden gefunden.
Nach etwa zwei Wochen können die Kälber schneller rennen als ein Mensch und schon richtig schwimmen. Bei längeren Strecken legen Kälber die Vorderläufe und den Kopf auf den Rumpf der Mutter und lassen sich ziehen. Schwimmend sind die Chancen groß, Raubtieren zu entkommen.
Auch im Oktober saugen die Kälber noch. Sie werden erst nach etwa einem halben Jahr entwöhnt, wenn die Mutter wieder trächtig ist.
Der Sommer ist kurz und das Elchkalb wächst schnell. Tatsächlich wächst es schneller als alle vergleichbaren Tiere. In den ersten Lebenstagen steigt das Gewicht des Kalbes nicht wesentlich. Erst im zweiten bzw. dritten Lebensmonat, üblicherweise im Juli und August, nimmt das Kalb dramatisch an Gewicht zu. Im September lässt der Gewichtszuwachs nach um im Oktober ganz zum Stillstand zu kommen. Im Winter nimmt das Kalb ab und wiegt im Februar etwa 10 kg weniger als im Oktober. Erst im April / Mai des folgenden Jahres beginnt das Kalb wieder zu wachsen.
Während der Paarung bleiben die Kälber in der Nähe, halten sich aber außerhalb der Reichweite des brunftigen Bullen. Es gibt Berichte, dass Kälber von Elchbullen während der Brunft getötet wurden.
Die Kälber bleiben bei der Mutter, bis sie im darauf folgenden Frühjahr den nächsten Nachwuchs bekommt. Sie verjagt die Jährlinge aggressiv aus ihrer unmittelbaren Umgebung etwa zwei Wochen vor dem Geburtstermin.
Keine Frage, dass dies ein traumatisches Erlebnis für die Jährlinge ist, die ein ganzes Jahr so dicht bei der Mutter gelebt haben. Immer wieder versuchen sie die Mutter mit ihrem ängstlichen Locken und wiederholten Annäherungen zu besänftigen. Aber jeder solcher Versuche wird hart und bestimmt abgewiesen.
Schließlich müssen die Jährlinge aufgeben und sich zurückziehen. Sie müssen sich von nun an alleine durchschlagen. Für die Teenager Elche eine harte Nuss zu knacken.
In Schweden wird berichtet, dass man schon junge Elche mitten im Stadtzentrum von Stockholm oder in den Schären gesehen hat, die nicht wussten wohin und sich verirrt hatten.
Um Unfälle mit jungen Elchen zu vermeiden, die in der ersten Verwirrung auf Hauptstraßen umherirren, stellt das schwedische Straßenverkehrsamt zeitweise solche Schilder auf, wie hier im Mai 2005 auf der Insel Orust.