Bei der Vermehrung von Phagen unterscheidet man zwischen dem lytischen und dem lysogenen Zyklus. Während der lytische Zyklus die aktive Vermehrung darstellt, ist der lysogene für die passive zuständig. Der lytische Zyklus ist für den lysogenen Zyklus die Voraussetzung.

Man unterscheidet beim lytischen Zyklus fünf Phasen:

1. Adsorption: Der Phage bindet mit den Schwanzfasern und den Spikes an die Wirtszelle.
2. Injektion: Der Phage injiziert durch die Scheide die DNA in die Zelle.
3. Latenzphase: Die Viren-DNA übernimmt den Stoffwechsel der Wirtszelle, indem zum Großteil nur noch Virenproteine gebildet werden. Die DNA wird vervielfältigt und es werden Phagenproteine, also Einzelteile für neue Phagen gebildet.
4. Reifung: Die einzelnen Bestandteile werden zur Phagenhülle zusammengesetzt und die DNA wird in den Kopf eingelagert.
5. Freisetzung: Das Enzym Lysozym löst von innen die Zellwand auf und die neuen Phagen werden frei. Sie suchen sich jeweils neue Wirtszellen.

Im lysogenen Zyklus wird die Phagen-DNA nach der Injektionsphase in die Bakterien-DNA eingebaut und dadurch mit jeder Zellteilung des Bakteriums vervielfältigt. Für das Bakterium ist dies unbrauchbares Erbgut, das jedoch bei jeder Zellteilung mitkopiert wird. Die Informationen der Phagen werden so verbreitet, ohne die Bakterien direkt zu töten.

Je nach Umweltbedingungen oder auch spontan kann sich dieser DNA-Abschnitt wieder auslösen und in den lytischen Zyklus übergehen.

Durch diese beiden Zyklen stellen die Phagen sicher, eine Bakterienpopulation nicht vollständig zu töten, da sie sich sonst selbst auch auslöschen würden. Ein paar Bakterien bleiben so immer am Leben, obwohl sie schon die Phagen-DNA injiziert bekommen haben.