En mand begynder parringsopkaldet tidligt på foråret, kort efter at de kom ud af dvale. I mellemklasseområder begynder mænd at kalde i slutningen af april til begyndelsen af maj. Hannerne kalder på hunner fra træer og buske, der normalt er tæt på eller overhængende vandløb eller stående vand.
Den nøjagtige tid for opdræt af grå træfrøer varierer afhængigt af temperaturen og deres placering i hele området. reproduktion finder sted tidligt, selvom den kaldende sæson varer fra slutningen af april til begyndelsen af august. Enkeltpersoner kan parre sig op til tre gange i løbet af en sæson.
Hannerne er meget territoriale og vil kæmpe med andre mænd for at forsvare deres område. Kampene kan vare 30 til 90 sekunder og bestå af brydning, skubbe, sparke og hovedstøtte, indtil den underordnede mand trækker sig tilbage. Kvinder tilskynder parring ved at nærme sig en kaldende mand og røre ved ham, inden de roterer 90 grader.
Enkeltpersoner engagerer sig i amplexus, en parringsposition, hvor moren le griber kvinden med forbenene, da kvinden deponerer 1.000 til 2.000 æg, som befrugtes udvendigt af hannen. Da parring sker, mens frøerne flyder i vand, deponeres æg i vandet i små klynger, der fastgør sig til strukturer via et gennemsigtigt, slimhindende ydre lag.
Tadpoles klækkes normalt efter tre til syv dage, afhængigt af vandtemperaturen. Cirka 10 minutter til en time før klækning skal embryoet frigive en væske for at hjælpe med at nedbryde æggets væg. Tadpole-udvikling afhænger af vandtemperatur med metamorfose, der typisk forekommer i 45 til 65 dage. De bliver seksuelt modne efter to år.