A maior parte das traças processionárias de pinheiro vive apenas um ano, algumas em altitudes elevadas ou em áreas mais a norte podem sobreviver por mais de dois anos. As traças adultas depositam os seus ovos perto do topo dos pinheiros. Após a eclosão, as larvas comem agulhas de pinheiro enquanto progridem em cinco fases de desenvolvimento. A fim de manter condições de vida benéficas, os ninhos de seda são construídos durante o Inverno. Por volta do início de Abril, as lagartas deixam os ninhos na procissão pela qual a espécie é conhecida. Elas enterram-se no subsolo e emergem no final do verão. Um número elevado de adultos é produzido em anos com uma Primavera quente.
Os ovos são postos em corpos cilíndricos de 4 a 5 cm (1,6 a 2,0 in) de comprimento. Os ovos são cobertos com escamas que provêm da fêmea e imitam rebentos de pinheiro.
A larva é uma praga florestal importante, vivendo comunitariamente em grandes “tendas”, geralmente em pinheiros mas ocasionalmente em cedro ou lariço, marchando à noite em fila única (daí o nome comum) para se alimentarem das agulhas. Muitas vezes existem várias destas tendas numa única árvore. Quando estão prontas para passar a pupa, as larvas marcham à sua maneira habitual para o chão, onde se dispersam para passar a pupa sozinhas sobre ou logo abaixo da superfície.
Fabre realizou um famoso estudo sobre a lagarta processionária do pinheiro, onde um grupo delas seguiu de frente para a cauda num círculo à volta da borda de um vaso de flores; continuaram a marchar no círculo durante uma semana. Ele descreveu a experiência em seu livro ‘A Vida da Lagarta’, de 1916. O estudo tem sido citado inúmeras vezes por oradores inspiradores e religiosos que o vêem como uma metáfora para seguir cegamente um líder ou para confundir atividade com realização. Fabre considerava suas lagartas como sendo autômatos insensatos, presos porque estavam pré-programados para seguir cegamente trilhas, neste caso a interminável que tinham colocado ao redor da borda circular da panela. Estudos mais recentes, no entanto, indicam que as lagartas estavam na verdade presas fisicamente na estreita borda do vaso, seus pés incapazes de ganhar a compra segura que seria necessária para descer suas paredes íngremes e verticais. Em uma experiência, grupos de lagartas processionárias da mesma idade que as observadas pela Fabre foram colocadas sobre uma mesa plana e rodeadas por um anel de vidro circular, de 8 polegadas de diâmetro e 1 polegada de altura. As lagartas logo se deslocaram para a borda da arena onde começaram a circular, uma atrás da outra. Eles foram autorizados a procissão desta forma até que tivessem uma trilha bem estabelecida ao longo da borda do anel. O anel foi então removido, libertando as lagartas de qualquer constrangimento à sua actividade, para além da sua trilha. As procissões circulares persistiram por uma média de apenas dois minutos antes das lagartas marcharem em linha reta. Entretanto, quando as trilhas circulares foram estabelecidas de maneira semelhante pelas lagartas mais jovens, elas continuaram a circular por até 12 horas após a remoção da restrição física, um tempo considerável mas muito curto dos sete dias observados por Fabre.
O estágio de pupa da traça ocorre em um casulo de seda branca sob o solo. As pupas medem cerca de 20 mm e são de uma cor amarelo-acastanhado-pálido que muda para um castanho-avermelhado escuro.
Como um adulto, T. pityocampa tem predominantemente asas dianteiras castanhas claras com marcas castanhas. As asas das traças são brancas. As fêmeas têm maiores envergaduras de asas de 36 a 49 mm (1,4 a 1,9 pol.), em comparação com as de um macho de 31 a 39 mm (1,2 a 1,5 pol.). Os adultos só vivem durante um único dia, quando acasalam e põem ovos. A distância a que são capazes de se espalhar depende da distância a que a fêmea é capaz de voar durante o seu curto período de tempo como adulta. A sua distância média de voo é de 1,7 km, com um máximo registado de 10,5 km. A espécie voa de Maio a Julho.