Wysiadywanie trwa 12–14 dni i przeważnie jest wykonywane przez samicę. Pomoc samca w tym względzie jest sporadyczna. W tym czasie może on jednak dokarmiać przyszłą matkę. Zdarza się, że pada ofiarą pasożyta lęgowego, jakim jest kukułka. Drugi lęg przypada na czerwiec lub początek lipca. Wykorzystywane jest zwykle poprzednie gniazdo. Pisklęta Młode opuszczają gniazdo po 12–16 dniach, lecz w pełni samodzielne są dopiero po upływie 2–4 tygodni. Przez ok. tydzień lub dwa są jeszcze karmione przez rodziców (samiec dołącza do wychowywania młodych), próbują też same łowić przelatujące owady, nie podrywając się z gałęzi. Aż do odlotu na zimowiska nie są przeganiane z rewiru przez rodziców, ale karmione przez nich.
Status zagrożenia i ochrona IUCN uznaje muchołówkę szarą za gatunek najmniejszej troski (LC, ) nieprzerwanie od 1988 roku. Liczebność światowej populacji, wstępnie obliczona na podstawie szacunków organizacji BirdLife International dla Europy i całej Turcji z 2015 roku, mieści się w przedziale 54–84 miliony dorosłych osobników. Globalny trend liczebności populacji uznawany jest za spadkowy.