Samica różni się mniej intensywnie kasztanowym upierzeniem, głową pokrytą szarobrązowymi pasami, jasną plamą na pokrywach usznych oraz znacznie jaśniejszym wierzchem ciała.
Lęgi 180px|mały|lewo|Jaja z kolekcji muzealnej Wedle Benedykta Dybowskiego okres składania jaj przypada na koniec maja, rzadko trznadel białogłowy wyprowadza drugi lęg w lipcu. Gniazdo mieści się na skraju lasu lub zarośli, na ziemi w lekkim zagłębieniu; ptak buduje je u podnóża drzewa, krzewu lub leżącego konaru ze źdźbeł trawy i wyścieła delikatniejszymi trawami i włosiem końskim. Zewnętrzna średnica to około 13 cm, głębokość 5 cm. Zniesienie liczy 4–6 jaj, barwa tła na skorupce zmienna, od jasnoróżowej po fioletową lub zielonawą; pokrywają je liczne brązowe plamy, kreski i nieregularne kształty, także pomniejsze fioletowawe plamki. Wysiaduje jedynie samica, samiec w tym czasie zajęty jest śpiewem. Średnie wymiary dla 54 jaj (22 Taczanowskiego, 7 Reya, pozostałe Dybowskiego) wynoszą 21,48 na 16,1 mm. Średnia masa jaja (n=22) wynosi 173 mg.