Эта горихвостка населяет хвойные леса гор Средней и Центральной Азии. В Казахстане живет только в Тянь-Шане и Джунгарском Алатау, поднимаясь до верхней границы леса, на высоту 2700-2800 метров над уровнем моря. На зиму отлетает в октябре - ноябре, весной возвращается в конце марта.

Успевает дважды за лето вывести птенцов. В мае и июне самки откладывают в гнезда, расположенные под камнями, земляными кочками или в нишах скал, по 3-5 светлых (от голубовато-белого до бежевого оттенка) яиц с очень мелким рыжеватым крапом. Насиживает самка в течение двух недель, птенцов выкармливают обе птицы столько же времени, принося им насекомых, моллюсков и многоножек до 105 раз в день. Уже через неделю после вылета птенцов самка начинает новую кладку и садится ее насиживать, а самец еще неделю кормит летающих птенцов. В августе и молодые, и взрослые линяют и в это время в массе поедают ягоды жимолости.

Песня седоголовой горихвостки тиха и маломузыкальна, но очень своеобразна.