Откладка яиц у полярной совы происходит в мае. В кладке обычно 5—8 яиц; в кормные годы — до 11—16. Интенсивное размножение белой совы наблюдается в годы обилия основного её корма — леммингов; когда леммингов мало, белая сова иногда совсем не гнездится. Яйца белые, самка откладывает их по одному в день — два. В случае утери кладки сова больше не гнездится в этот год. Самка насиживает кладку в течение 32—34 дней, самец носит ей и выводку добычу. Птенцы также вылупляются по одному в день, поэтому птенцы в гнезде разновозрастные и младшие часто не выживают. С вылуплением нескольких птенцов сова начинает покидать гнездо для кормёжки; в этом случае яйца и младших птенцов согревают старшие. На крыло совята становятся на 51—57 день.