Podczas sezonu lęgowego pary są monogamiczne. Toki Jeszcze długo przed stopieniem śniegu samica i samiec nawzajem nawołują się głośno oraz wykonują specyficzne loty godowe. Gniazdo W obszernej dziupli, naturalnej lub po dzięciole czarnym, albo na szczycie złamanego drzewa i w większych opuszczonych ptasich gniazdach. Sowa jarzębata sama nie buduje gniazd. Jaja i wysiadywanie Samica składa 5–13 białych jaj w odstępach 1–2 dniowych. Ich ilość w lęgu zależy od zasobności okolicy w pokarm. Jaja są wysiadywane począwszy od pierwszego jaja przez ok. 25–30 dni wyłącznie przez samicę, która jest w tym czasie karmiona przez samca. thumb|250px|right|Pisklęta sowy jarzębatej Pisklęta Pisklęta nie wykluwają się jednocześnie, opuszczają gniazdo po ok. 23–30 dniach. W wieku 5–6 tygodni potrafią już latać. Mają gęsty puch, zmieniają go już w trakcie pobytu w gnieździe. Właściwe upierzenie zyskują po miesiącu i wtedy te z piskląt, które wcześniej się wylęgły, latają po okolicy, choć nadal są karmione przez rodziców. Młodsze w tym czasie mogą jeszcze przesiadywać w gnieździe. Pod koniec sierpnia usamodzielniają się.