Bosuilen zijn 's nachts en in de schemering actief. Overdag zitten ze te zonnen voor hun slaap- of broedhol. De bosuil vangt zijn prooi vanaf een zitplaats en weet de plaats van de prooi te vinden op het gehoor. Hij jaagt echter ook vliegend of vangt vogels, die uit hun slaapplaats worden opgeschrikt, in de vlucht. Bosuilen zijn echter ook nestplunderaars, die het vooral voorzien hebben op holenbroeders. Hij eet kleine knaagdieren, egels, vogels, kikkers, larven, wormen en insekten. Het gevangen voedsel verslinden ze met huid en haar. Door het scherpe maagsap wordt het voedsel verteerd. De haren, veren en botten van het slachtoffer worden in een kluwen, de uilenbal, weer uitgebraakt.
Door de nachtelijke leefwijze van de bosuil is deze maar zelden te zien. Soms wordt zijn plaats verraden door alarmerende vogels. Bosuilen hebben een vaste plaats om de dag door te brengen. Ze doen dat het liefst in groenblijvende bomen (naaldbomen) of bomen met veel klimop en zitten dan dicht tegen de stam op een tak. Op deze vaste z.g. roestplaatsen zijn veel uilenballen te vinden.
‘s Avonds als de uilen actief worden, begint het mannetje te roepen om het territorium af te bakenen. ‘s Nachts jagen ze en zijn ze meestal stil omdat ze anders hun prooi zouden waarschuwen. In de baltsperiode roepen ze vaak wel de gehele nacht door. Tegen de morgen beginnen de mannetjes opnieuw te roepen om het territorium af te bakenen.

Geen nestbouwers, wel trouwe echtgenoten

Uilen leggen hun eieren in boomholten, rotsspleten of in scheuren in muren. Het legsel bestaat uit 2 tot 6 eieren.  
Het vrouwtje maakt de nestholte een beetje schoon en bekleedt het daarna met een laagje uitgeplozen braakballen. In het vroege voorjaar slaapt het vrouwtje de gehele dag op het nest. ‘s Nachts verlaat ze het nest en laat zich door het mannetje voeren. (Ze roept daarbij de gehele nacht "wiek".)  Hoe meer voedselaanbod er is in de periode voor het broeden, hoe meer eieren het vrouwtje zal leggen. In zachte winters begint de balts al in januari, maar meestal begint deze begin februari. De bosuil broedt in maart en in april worden de jongen geboren. Het vrouwtje broedt de eieren uit en verlaat het nest alleen om braakballen en ontlasting kwijt te raken. Het mannetje voert voedsel aan.
De jongen komen na 28 á 30 dagen uit en de eerste tien dagen laat het vrouwtje ze niet alleen. De blinde jongen worden door het vrouwtje gevoerd door stukjes vlees zonder haren en botten, van de prooi af te scheuren en deze tegen de snavel van de jongen te houden, zodat ze op de tast het voedsel vinden. Uilen hebben zeer gevoelige snorharen, tastharen, waarmee ze in het pikkedonker prooien kunnen herkennen.
Naarmate de jongen ouder worden, gaan ze steeds grotere stukken van de hele prooi eten. Zeker in de tijd dat de jonge uilen bezig met de opbouw van hun bottenstelsel, maken ze gebruik van de kalk in de botten van de prooidieren. Uit onderzoek is gebleken dat in de eerste uilenballen die de jongen uitspugen, vrijwel geen botresten voorkomen. Als er veel voedselaanbod is, wordt er in het nest een voedelvoorraadje aangelegd. Zodra de jongen iets ouder zijn verlaat het vrouwtje af en toe het nest om mee te jagen.
Na vier á vijf weken verlaten de jongen het nest. Ze kunnen dan nog niet goed vliegen en zitten voortdurend in de buurt van het nest op takken om eten te bedelen. Ze worden daarom "takkelingen" genoemd. De jonge vogels worden door beide ouders verzorgd en tegen alle vijanden verdedigd. De jongen komen niet meer terug op het nest. Als ze ongeveer vijftig dagen oud zijn, beginnen ze korte vluchten te maken. In totaal duurt het zo’n twee maanden voordat de jongen zelf in staat zijn een prooi te vangen. Een bosuil is na één jaar volwassen en kan dan voor nageslacht zorgen.
Bosuilen sluiten gewoonlijk een huwelijk voor het leven en zoeken pas ingeval van sterfte een andere partner.

Nuttig en wijs

Uilen leven alleen en het zijn geen sociale dieren. Ze worden door de mens zeer gewaardeerd, omdat ze zeer veel schadelijke knaagdieren eten. De uil heeft het imago een wijs dier te zijn.

Het mannetje heeft het van speelfilms bekende spookachtige geluid. Leuk is dat in veel Amerikaanse films het geluid van deze uil gebruikt wordt, terwijl deze vogel daar niet eens voorkomt! Dit geluid bestaat uit drie stukjes geluid. Het eerste deel is een lang gerekt HOE gevolgd door een pauze, dan als tweede een kort ingehouden HOE en als laatste een langer en trillerig Hoe-oe-oe-oe.