オオクジャクヤママユは口吻自体が退化して摂食せず、幼虫時代に蓄積された栄養だけで活動します。
夜間に活動し、寿命が尽きる前に番(つがい)を探します。光に惹かれる性質があります。
メスは夜に揮発性の性フェロモンを放出し、オスは飛んで、大きな触角を介してこれを検出します。 オスはフェロモンを数メートルの距離で検出し、フェロモンが来ている方向に飛んでメスに到達することができます。オスがメスに到達すれば交尾が始まります。
交尾は約22時間続きます。交尾後メスによって、約30個の卵が木の枝または幹に5 – 8個繋がって置かれます。残りの卵は宿主植物の葉と小枝の上に置かれます。
翅を開張すると15 – 20cm前後になる、大型の蛾です。これは中央ヨーロッパ最大の蛾になります。
体が大きいため、飛んでいる姿がコウモリに間違えられることがあります。