Doordat diepzeehengelvissen elkaar slechts zelden tegenkomen is ook de kans op het vinden van een partner voor de voortplanting klein. Daarom heeft de diepzeehengelvis een bijzondere manier van voortplanten ontwikkeld. Een mannetje is ongeveer tien keer zo klein als een vrouwtje, maar beschikt over een uitstekend reukvermogen. Hij brengt het eerste deel van zijn leven in duisternis door, rondzwemmend op zoek naar de geur van een vrouwtje. Als het mannetje eenmaal volwassen is, bijt hij zich vast in de buik van een vrouwtje dat hij heeft kunnen vinden. Dan scheidt het mannetje een enzym af, waardoor de huid van het vrouwtje en zijn eigen huid versmelten. Na verloop van tijd vergroeien beide vissen, totdat ze uiteindelijk dezelfde bloedsomloop en organen delen. Het mannetje dient dan alleen nog maar om sperma te produceren en zo het vrouwtje te bevruchten. Het mannetje blijft tot aan de dood van het vrouwtje aan haar vastzitten; hij zal dan uiteindelijk zelf ook sterven, omdat hij geen voedingsstoffen meer krijgt. Doordat het mannetje direct vergroeid is met het vrouwtje kan het vrouwtje eitjes leggen wanneer ze maar wil.