En man börjar parningsanropet tidigt på våren, strax efter att ha kommit ur viloläge. I mellanklassen börjar män ringa i slutet av april till början av maj. Hanar ropar till kvinnor från träd och buskar som vanligtvis ligger nära, eller överhängande bäckar eller stående vatten.
Den exakta tidpunkten för avel för grå trädgrodor varierar beroende på temperatur och deras placering i hela intervallet. reproduktion äger rum tidigt, även om anropssäsongen varar från slutet av april till början av augusti. Individer kan para sig upp till tre gånger under en säsong.
Hanar är mycket territoriella och kommer att slåss mot andra män för att försvara sitt område. Strider kan pågå i 30 till 90 sekunder och bestå av brottning, skjutning, sparkning och huvudstöt tills den underordnade hanen drar sig tillbaka. Kvinnor startar parning genom att närma sig en kallande man och röra vid honom innan de roterar 90 grader.
Individerna engagerar i amplexus, en parningsposition där mamma le tar tag i honan med sina främre ben, eftersom honan avsätter 1 000 till 2 000 ägg som befruktas externt av hanen. Eftersom parning sker medan grodorna flyter i vatten, deponeras ägg i vattnet i små kluster, som fäster sig vid strukturer via ett transparent, slemhinnigt yttre skikt.
Tadpoles kläcks vanligtvis efter tre till sju dagar, beroende på vattentemperaturen. Cirka 10 minuter till en timme innan kläckningen måste embryot släppa ut en vätska för att bryta ner äggets vägg. Tadpole-utveckling beror på vattentemperaturen med metamorfos som vanligtvis inträffar på 45 till 65 dagar. De blir könsmogna efter två år.