Славка-черноголовка почти всегда делает гнездо вблизи осветленных участков леса. Часто его можно найти на тонких ветвях маленьких елок или на самых разных кустах на высоте от 0,5 до 1 м, изредка выше. Оно довольно легко отличается от гнезд других славок. Эта легкая тонкая корзиночка своими краями охватывает ветки, к которым прикреплена. Сделана из нежных сухих травинок, часто оплетенных паутиной. Лоток выложен более тонкими травинками и корешками и конским волосом или лосиной шерстью.
Обычно у Черноголовки гнездо поменьше, чем у садовой славки, — (7,5—12) х (5—8) см, а размер лотка (5—7) х 4,5 см. Самка 1 раз за сезон откладывает 3—6 яиц. Они беловатые или желтоватые, с мраморным рисунком из желтовато-коричневых или темно-бурых пятнышек и буроватых разводов; иногда фон бывает с красноватым или лиловым оттенком. Величина яиц 19,9×14,6 мм. Насиживают кладку обе птицы, в гнезде можно застать как самца (у него верх головы черный), так и самочку (голова светло-коричневая). У птенцов зев окрашен в красный цвет.
Гнездо славки-черноголовки на бузине, в 80 см над землей и яйцо птицы (12 июня в гнезде были 3 начавших оперяться птенца)