Свои гнезда райская мухоловка строит из тонких узких полосок луба и стебельков злаков. Снаружи обертывает его тонким слоем паутины, которую специально собирает в зарослях кустарников, и добавляет пустые коконы пауков, ивовый пух, мелкие цветочки, листочки и даже насекомых и перья других птиц. Вся эта конструкция, как правило, укрепляется на сухой ветке дерева, напоминая полушаровидную чашечку высотой шесть-семь и наружным диаметром у верхнего края семь-восемь сантиметров. Часто мухоловки строят гнездо рядом с прошлогодним, а то и прямо на его основе. Тогда оно бывает высоким, и в нем просматриваются два и даже три «этажа», а снизу свисает «борода» из старого стройматериала. Располагается такая постройка на наклонной тонкой ветке иногда толщиной всего в шесть миллиметров. Этого бывает достаточно, чтобы при ветре ветка не сильно раскачивалась и не сломалась от общего веса гнезда, кладки и взрослой птицы, что составляет обычно не более сорока граммов.
Однажды в ущелье Саясу я увидел совершенно уникальное «аварийное» гнездо. Птицы построили его на перекрестии веток, тянувшихся от двух соседних яблонь. При ветре деревья, раскачиваясь, постепенно растянули гнездо почти на две его ширины. Птенцы уже успели его покинуть, лишь последний оставался на кромке, готовый последовать за своими собратьями. Но удивило не только это: около птенца не было родителей, которые в такие минуты проявляют настойчивую агрессивность к любому, кто пытается посягнуть на молодых. «Старшие» вскоре обнаружились в двухстах метрах от гнезда во время любопытнейшего занятия.