Pussitiaisen pesä on taitavasti rakennettu huopamainen pussi, joka riippuu elävän puun, tavallisesti koivun tai pajun, oksan kärjessä. Umpinaiseen pussiin johtaa pyöreä putki. Pesän pintamateriaali on usein osmankäämin siemennukkaa. Kerrotaan, että pesiä on käytetty lasten töppösinä, ei kuitenkaan Suomessa. Koiras rakentelee pesiä, joista naaras valitsee yhden. Koiras on moniavioinen, eli sillä voi olla useita naaraita puolisoinaan. Pussitiainen munii kerralla 6–8 valkeaa munaa, joita joko koiras tai naaras hautoo 13–14 vuorokautta. Poikaset oppivat lentämään n. 16 vuorokauden ikäisinä.