Noordse stormvogels worden tussen de 6 en 12 jaar geslachtsrijp. Ze zijn monogaam en de paren keren over het algemeen elk jaar terug naar dezelfde broedplaats. Het broedseizoen begint in mei. De vrouwtjes zijn echter in staat om sperma op te slaan in gespecialiseerde klieren, zodat ze technisch gezien pas een aantal weken na het paren zwanger worden. Noordse stormvogels maken hun nesten op rotswanden. De nesten zijn eigenlijk niet meer dan kale rotsen of hooguit een depressie of schraapsel bekleed met wat gras of zeewier. Er wordt één ei gelegd. Het broeden duurt ongeveer 50 dagen, waarbij de ouders om de beurt bij het ei blijven. Zodra het ei uitkomt, wordt het jong ongeveer 2 weken door de ouders gevoed. Uitvliegen gebeurt ongeveer 70 dagen na het uitkomen van het ei.