Самая крупная среди европейских мухоловок. Единственная у которой самец и самка окрашены одинаково. Окраска простая, с преобладанием серых тонов. На голове и груди заметны продольные пестрины. У серой мухоловки особый тип гнёзд - полузакрытый. Ей нужна не только горизонтальная площадка для гнезда, но и вертикальная стенка, закрывающая гнездо хотя бы с одной стороны. Гнездится около опушки или поляны.