天麻发芽后的原球茎，靠原共生萌发菌提供营养，不管其能否接上蜜环菌，当年都能分化出营养繁殖茎，开始第一次无性繁殖并形成原生小球茎。天麻种子发芽形成的原生小球茎，只有与蜜环菌建立了营养关系后才能正常生长、发育，形成健壮的新生麻，否则自行消亡。在种子播种后30~40天,7月中下旬原球茎明显看到乳突状苞被片突起，营养繁殖茎突出苞被片生长；如未接上蜜环菌，新生的营养繁殖茎纫长如豆芽状，在其顶端生1个小米麻后消亡，此时只有极少的原生球茎能在8月前后与蜜环菌建立起营养关系。这样的原生球茎，便称为接菌的原生球茎。这些球茎所分生出的营养繁殖茎短而粗，长0.5cm左右，其顶端一节迅速膨大，11月就能观察到长约2.6cm、宽约1.4cm的小米麻，最大的如小指大。
蜜环菌以菌索形态侵入营养繁殖茎，也有少数侵入原球茎，当年与共生萌发菌同时存在于营养繁殖茎与原球茎的不同细胞内。原球茎在形成健壮的白头麻后逐渐消失，共生萌发菌也随之消失。与此同时，营养繁殖茎可长出7~8个侧芽，芽互生，为数节组成。侧芽顶端一节膨大的小白麻，随着温度的降低而进入休眠期，此时天麻就完成了第一年的生长期。
第二年4月初，气温回升（月均气温12~15℃)，由种子形成的小白头麻和米麻结束休眠，开始萌动生长，进行有性繁殖后的第二次无性繁殖。天麻的大小块茎，其顶端生长锥可分化形成子麻，其余节位上的侧芽亦可相继萌生出短缩的枝状茎、其茎的顶端同样膨大形成新的块茎。这些分枝称一级分枝。在一级分枝上，再进行二级分枝和三级分枝。第二年是天麻商品生产的最关键时期，直接关系到能否获得较高的产量。5月，天麻开始进入旺盛的生长时期，在保持营养充足的条件下，部分小白麻迅速膨胀壮大，成为商品箭麻，其余块茎通过分枝分芽，为第二年提供种源。到11月，天麻开始休眠，此时为天麻的收获期。
在野生条件下，天麻块茎多分布于10cm左右厚的土层中，并且不同生育形态的块茎在这10cm左右的土层中分布也有层次之分。小白麻居最底层，距地表8~10cm；大白麻居中间层，距地表5~8cm；箭麻居最上层，距地表约1~5cm，许多箭麻的混合芽在地表1cm的土过深，在天麻生长过程中，由于块茎的负向地性，块茎总是直立向上伸长，从而使块茎的直径和长度之比小于常态指标，使天麻块茎变成长条形。因此，为减轻天麻生长的负向地性和瘦长形天麻的形成，应采取浅窖或浅覆盖培养料的栽培方法。