Très tôt au début du printemps, on peut observer les premières abeilles solitaires sortir des cavités du nichoir colonisé l'année précédente. Elles se réchauffent alors sous les premiers rayons de soleil, avant d'aller explorer les environs. Les mâles sortent en premier, puis les femelles les suivent. L'accouplement a lieu immédiatement, puis les mâles, qui n'ont alors plus d'utilité, meurent.
La jeune abeille solitaire va ensuite consacrer le reste de sa courte vie (quelques semaines) à l'élevage de sa progéniture. Elle doit tout d'abord choisir un site de nidification. Souvent, elle choisit celui dont elle est issue afin d’éviter de perdre du temps dans la recherche d'un emplacement idéal. Suivant les espèces, il s'agit soit d'un petit trou dans le sol, soit d'une tige creuse ou bien d'une galerie de coléoptère dans du bois mort (ce que mime notre nichoir en bois). Après un nettoyage minutieux, l'édification du nid et la ponte peuvent commencer. Dans les galeries en bois, plusieurs cloisons sont érigées successivement. On trouve à l'intérieur un œuf, ainsi qu'une réserve de pollen. L'entrée est ensuite bouchée avec de l'argile, du sable, de la résine ou bien un agglomérat de végétaux secs ou verts.
La larve dévore peu à peu la réserve de pollen, puis stoppe sa croissance. Elle passe ensuite l'hiver dans la galerie pour se transformer en abeille adulte le printemps suivant. Certaines patientent même une deuxième année, afin de préserver l’espèce en cas de météo désastreuse la première année. Généralement les abeilles solitaires ne font qu'une seule génération par an.