Славка серая нередко селится по соседству с камышевкой болотной. Для гнезда выбирает молодое деревце или куст: дуб, березу, терн, шиповник, смородину. Высота от земли до гнезда редко бывает выше полуметра. Нередко славки серые вьют гнезда и почти на земле — в поросли пижмы, таволги, крапивы. Заметить такие гнезда сложнее. Подобно другим славкам, самец, дожидаясь прилета супруги, начинает строительство сразу нескольких гнезд, одно из которых потом доделывает самка. Гнезда соседних пар могут быть удалены друг от друга всего на 20–30 м. Характерная особенность гнезд — наличие в верхней части бортиков светлых комочков растительного пуха (тополиного, ивового и др.) или пучков паутины.
В первой половине июня можно найти уже полные кладки, состоящие из четырех-шести яиц желтоватого цвета с серыми пятнышками. Инкубация продолжается 10–13 суток. Птенцы покидают гнездо уже на 10–11-е сутки, но научатся летать они лишь спустя неделю. Во время выкармливания потомства обнаружить его местонахождение можно по летающим с кормом родителям.