Gråhakedoppingen är en medelstor dopping som är mindre och kompaktare än skäggdoppingen. Gråhakedoppingen är revirhävdande och häckar vanligtvis som enstaka par med minst 50 meter till närmsta häckande granne. I mindre sjöar förekommer det oftast bara ett par men i större vatten där häckningsförutsättningarna är optimala förekommer det även löst sammanhållna kolonier där upp till ett tjugotal par kan försvara ett gemensamt revir.

Häckning sker ofta i anslutning till trutar eller andra kolonihäckande sjöfåglar. Paret är monogamt och parbildning sker från april till maj, antingen under flytten eller på häckningsplatsen. Parbildningen inleds med en mycket ljudlig uppvaktning. Uppvaktningsritualerna är mycket utstuderade med huvudskakningar, hopkrupen kroppsställning, parallella rusningar över vattenytan och gåvor i form av sjögräs eller annan vattenvegetation.

Ritualen avslutas med att paret "dansar" bröst mot bröst, ute på vattnet med upprätt kroppshållning och uppsträckta halsar.

Gråhakedoppingen lägger vanligtvis fyra till fem ägg, men kullar med en till nio har observerats. Båda föräldarna turas om att ruva äggen i 21—33 dagar och ungarna kläcks som dunklädda borymmare som genast klättrar upp på föräldrarnas ryggar, där de tillbringar mesta tiden tills de är 10—17 dagar gamla.

Ungarna kan födosöka tillsammans med sina föräldrar så länge som 54 dagar efter att de är flygga, och kan flyga efter 50—70 dagar efter kläckningen. Kullen kan delas upp så att varje förälder tar hand om några av ungarna.