Белуга – проходной вид, нагуливающийся в морской воде, а для размножения поднимающийся в реки, где в пресной воде и развивается их потомство. Ход в реки начинался с конца января и заканчивался в ноябре-декабре.

Нерест происходит на глубоких местах с быстрым течением, на плотном каменисто-галечниковом грунте. Плодовитость от 200 тыс. до 8 млн. икринок. Икра донная, липкая, приклеивается к камням. При температуре 12,6–13,8°С инкубационный период длится 8 суток. После нереста взрослые и вылупившиеся мальки скатываются обратно в море. Известны гибриды с другими осетровыми рыбами.

Половая зрелость у самцов наступает в возрасте 12–14, у самок – 16–18 лет. Продолжительность жизни до 100 лет. Размножается белуга не ежегодно: интервал между нерестом одной и той же особи составляет несколько лет.

Взрослые питаются преимущественно рыбой, трупами различных животных, моллюсками, молодь – донными беспозвоночными животными. Достигают крупных размеров – до 6 м длиной и массой до 1,5 т.