Процесс размножения мухоловок-пеструшек в естественных условиях включает следующие этапы: 2

1. Образование пар. 5 Весной первыми прилетают самцы, занимают гнездовые участки с дуплами и начинают активно петь, привлекая самок, которые появляются позже. 2
2. Строительство гнезда. 5 Как правило, его строит самка, процесс длится 4–11 дней. 5 Иногда пара начинает строить гнездо сразу в нескольких местах, но полностью достраивает, как правило, только одно, в которое и производится откладка яиц. 5
3. Откладка яиц. 5 Обычно мухоловка-пеструшка откладывает яйца ежедневно. 5 Однако этот процесс может быть прерван неблагоприятными погодными условиями (резкое похолодание, проливные дожди). 5 В такое время самка продолжает откладку яиц с перерывом в 1–4 дня или даже 6 дней. 5
4. Насиживание. 1 Самка насиживает кладку 12–14 дней, самец в это время её кормит, принося корм к гнезду. 2
5. Выкармливание птенцов. 2 Птенцов активно выкармливают оба родителя. 2 Во время кормления могут ежедневно совершать до 400–500 прилётов с кормом к гнезду. 2
6. Вылет птенцов. 1 Птенцы растут довольно быстро и вылетают из гнезда через 15–18 дней после вылупления. 2 Взрослые птицы докармливают вылетевших птенцов ещё одну-две недели. 2

На следующую весну часть птиц возвращается к прошлогодним гнездовьям, часть осваивает новые районы. 2