Il Falco pellegrino di fatto non costruisce nido: solitamente infatti le uova vengono covate su un substrato spoglio e compatto, più o meno ricoperto di materiali vari. La coppia rioccupa spesso il nido dell'anno precedente o uno tra quelli utilizzati in precedenza. In stazioni localizzate (ad es.nel P.R. della Valle del Ticino) occupa nidi abbandonati dai corvidi.
La nidificazione avviene solitamente nel mese di marzo, con la deposizione delle uova, mediamente in numero da 3 a 4. L'incubazione dura circa 28-33 giorni e i piccoli permangono nel nido per 35-42 giorni. Nelle Alpi occidentali la produttività media è di quasi 2 pulli per coppia.