De Kleine sirene is nachtelijk en brengt zijn dagen door verborgen in het puin en de modder op de bodem van langzaam bewegende waterlichamen. Ze voeden zich voornamelijk met ongewervelde waterdieren, waaronder verschillende soorten wormen, insectenlarven, slakken en schaaldieren. Ze zullen ook de kikkervisjes en eieren van andere amfibieën eten.
de voortplanting vindt plaats in het voorjaar, waarbij eieren worden gelegd in ondiepe depressies op de bodem van kalme watergebieden, meestal omgeven door vegetatie, of tussen plantenwortels. Hoewel er weinig bekend is over hun verkering, wordt aangenomen dat het vrij gewelddadig is, omdat veel verzamelde exemplaren littekens hebben van geheelde bijtsporen van andere sirenes. Ongeveer 12-300 eieren worden per keer gelegd, en verschillende legsels kunnen in de loop van het jaar worden gelegd. De jongen zijn slechts ongeveer 1,1 cm lang, maar groeien snel. Rijpheid wordt bereikt in drie tot vier jaar.
De Kleine sirene is vocaal, in tegenstelling tot de meeste salamanders, en zal een reeks klikken uitzenden wanneer hij andere soorten van zijn soort benadert, of een kort krijsend geluid als hij wordt gehanteerd.
als de habitat in de zomer opdroogt, kunnen de kleine sirenes droogtes verdragen door zich in de modder te graven. Als de modder uitdroogt, kunnen ze een stof uit hun huid afscheiden die hen beschermt tegen uitdroging, en hen in staat stelt maandenlang in droge modder begraven te blijven totdat het water terugkeert. Met hun kleine poten kunnen ze korte tijd op het droge bewegen.
