הבילבים הענקיים הם יונקים יחידאים החיים לרוב בבדידות, אם כי חלקם עשויים לחיות באופן קבוע בזוגות (בדרך כלל שתי נקבות). הבילבי משתייך לקבוצת המתחפרים (בעלי חיים חופרי מחילות שמראים הסתגלות לחיים מתחת לאדמה): בעזרת הטפרים הגדולים והחזקים שלו, הבילבי מסוגל לחפור מחילות ומנהרות מפותלות וספיראליות למרחק של 3 מטר ולעומק של 2 מטר. המחילות של הבילבי עשויות להתאפיין בפתחי יציאה מרובים, אשר חיוניות במיוחד כאשר טורף פולש למאורה. כל בילבי עשוי לחפור מספר מחילות גדולות כאלה (עד כתריסר) בשטח הפעילות הקבוע; חלק מהמחילות ישמשו להגנה מפני טורפים, כמו גם מפני שריפות עונתיות ומפגעי טבע אחרים. בנוסף לכך, המחילות משמשות כמקום מסתור בטוח עבור הצעירים בתקופת ההתפתחות שלהם, וכאזור פורה למציאת מזון על ידי המבוגרים. בזמן שהבילבי נכנס למחילה הוא לרוב יסתום את הפתח בעזרת חול כדי למנוע את גילויה. במחילות הבילבי יש טמפרטורה קבועה של 23 מעלות, ובכך הן מספקות לו מקלט גם מפני החום הלוהט של המדבריות האוסטרלים. מכיוון שחפירת מחילה גוזלת הרבה אנרגיה ומאידך נחוצה מאוד, הבילבי לעיתים קרובות ינסה לתקן ולהשתמש במחילות ישנות מאשר לחפור מחילה חדשה. מסיבה זאת, מחילות רבות של בילבים עשויות להיות בנות מאות שנים.
הבילבי הענק הוא בעל חיים לילי ברובו, אך ניתן לראותו גם ביום. כאשר השמש שוקעת הבילבי עוזב את המאורה כדי ללקט מזון או כדי לחפש בן זוג לרבייה; הוא עשוי לחזור מעת לעת למאורה במהלך הלילה כדי לנוח או כדי להימלט מטורף. הבילבי נוהג לישון במאורתו כאשר הוא מכורבל ככדור משי (ראשו בתוך ברכיו ואוזניו מכסות את ראשו), והוא אינו מרפד את מאורתו בחומרי קינון (כגבעולים, זרדים ועשבים). הבילבי מטפח את עצמו בצורה מיוחדת: תחילה הוא מלקק את כפות ידיו ומנגב בעזרתם את ראשו וגופו ולאחר מכן מסרק את פרוותו בעזרת זוג הטפרים המאוחדים שבאצבעות רגליו; טיפוח כעין זה יתרחש בדרך כלל בתוך המאורה כאשר הבילבי רגוע ונינוח.
שטחי הפעילות הקבועים של זכרים, נקבות וצעירים (המכונים גם "הטווח הביתי") עשויים לחפוף אחד לשני, אם כי אין מערכת חברתית מפותחת למעט בהקשר לרבייה. עם זאת, בשבי נראה כי לזכרים מבוגרים יש היררכיה חברתית ברורה; בניגוד לבנדיקוט למשל, היררכיה זאת אינה נשמרת על ידי רמת תוקפנות גבוהה, והסיבה לכך נעוצה בטבעו של המין: לבילבי הענק יש מזג עדין ונוח המאפשר אף לאלפו בקלות מרובה בשבי, ולעיתים נדירות – אם בכלל – הוא עשוי לנשוך. התנהגות זאת גם עומדת בניגוד מובהק למזגו הפראי והסורר של הבילבי הזוטר שתקף לא אחת בעזרת ניביו את חוקרי טבע שהטרידו אותו יתר על המידה. השארת חותמי ריח מחוץ למאורות בתדירות, מאותתים לרוב את מיקום הפרט במדרג החברתי (ראה לקמן). גודל שטחי הפעילות של הזכרים בדרך כלל גדולים בהרבה מאלה של הנקבות: טווח בית ממוצע של נקבה הוא 0.18–1.5 קמ"ר, בעוד שטווח בית ממוצע של הזכר הוא 1.5–3.16 קמ"ר; זכר אחד תועד כשהוא חולף על פני שטח של 5 קמ"ר במהלך לילה אחד. התנועות של הבילבי בשטח הן הרבה יותר גדולות מאשר תנועות של בנדיקוטיים אחרים, מה שמצביע על כך שהבילבי מותאם היטב לשינויים במשאבי טבע בבית הגידול הצחיח שלו. צפיפות האוכלוסייה של הבילבים בבית גידול אופטימלי היא 12–16 פרטים לקמ"ר, אם כי באזורים רבים הצפיפות המצויה יותר היא 1–2 פרטים לקמ"ר.
חושים ותקשורת.
לבילבים יש חוש ריח מעולה אשר משמש אותם כדי לרחרח ולחפש מזון הקבור מתחת לאדמה, כמו גם כדי לאתר סימוני ריח של בילבים אחרים. חוש הראייה של הבילבי גרוע, אולם מכיוון שהוא חי לרוב בבדידות אין זה מקשה עליו יתר על המידה. חוש השמיעה לעומת זאת מפותח היטב: האוזניים הענקיות של הבילבי מאפשרות לו לשמוע רחשים של חרקים מתחת לאדמה, וכן כדי לאתר טורפים; עם זאת, חוש השמיעה פחות משמעותי וחשוב מחוש הריח. מלבד התקשורת הכימית, הבילבים עשויים להשתמש גם בתקשורת קולית אף על פי שאין זה שכיח כל כך; רפרטואר הקולות של הבילבי כולל צלילים של גניחות, שריקות וחריקות – בעיקר כשהבילבי מופרע, מבוהל או מציג דומיננטיות.
התקשורת בין הזכרים מתבצעת בדרך כלל באמצעות חותמי ריח; הזכרים יסמנו את מאורותיהם מבחוץ על ידי שפשוף המפשעה והגחון סביב הכניסה למאורה, ולעיתים גם ישאירו חותמי ריח סביב מאורות של נקבה שהזדווגו איתה. הסימון על ידי הריח אצל הבילבי קשור ככל הנראה לדומיננטיות; נמצא שזכרים במדרג נמוך נוטים לסמן את שטחם בתדירות נמוכה יותר מזכרים דומיננטיים, וכמו כן הם נמנעים מלהיכנס למחילות שנמצאות בשימוש על ידי זכרים דומיננטיים. אצל הנקבות לעומת זאת השארת חותמי ריח היא נדירה. לחותמי הריח של הזכרים יש השפעה מאוד מועטה על הנקבות, בהתחשב בכך שלזכרים אין כלל התנהגות תוקפנית כלפי נקבות שפלשו לשטחם או למאורותיהם. תצוגת הדומיננטיות של הזכרים מתבצעת על ידי פעירת הלוע לרוחב המקסימלי תוך כדי חשיפת הניבים הגדולים והשמעת שריקה.
תזונה.
הבילבי הענק הסתגל היטב לחיים במדבריות, כאשר הוא אינו שותה כלל מים ואת הלחות הנדרשת לו ישיג ממזונו. הבילבי הוא בעל חיים אוכל-כול; התזונה שלו מורכבת מזרעים של טריאודיה, פלינדרס ("Yakirra australiense"), ויורמבי ושיטה, שורשים, פקעות-גומא, זחלים, טרמיטים, נמליים, עכבישים, חגבים, חיפושיות, פירות, פטריות ולטאות, ומדי פעם גם ביצים וחלזונות. חלקם של החרקים או של החומר הצמחי המרכיבים את תזונת הבילבי תלוי בסביבה וגם בעונה; באזורים צחיחים או בעונות יבשות למשל, הבילבי יצרוך יותר מזון מהחי מאשר מזון מהצומח שפחות שכיח. מניתוח היסטולוגי של צואת הבילבי לא נמצאו עדויות לכך שחולייתנים מהווים חלק מתזונתו, אם כי בשבי דווחו מקרים שבהם הבילבים אכלו ציפורים ועכברים; סביר להניח שמדובר בהתנהגות נדירה למדי שכן בגני חיות רבים משכנים בילבים ועכברים למיניהם במתחם אחד ללא בעיה מיוחדת. לבילבים יש יכולת מדהימה לזהות ולשלוף זחלי חרקים ממחבואם בתוך הגבעולים – בעיקר בזכות חוש הריח. חלק מזחלים אלו כדוגמת זחלי המאכל (), גדולים מאוד (80 מ"מ אורך ו-14 מ"מ קוטר) ומהווים עבור הבילבי "חטיף" עשיר באנרגיה ולחות, כך ששווה לו להשקיע מאמץ בלאתר אותם. על מנת לאתר פריטי מזון עסיסיים כאלו ביתר קלות, הבילבי נוהג לחפש כתמי שיחים שסובלים ממכות חרקים קבועות. לצד חוש הריח המפותח לבילבי יש גם שמיעה מצוינת; הבילבי מסתייע בה על ידי הצמדת האוזניים לאדמה בדומה לשועל אוזנן, כך שהוא שומע את הרחשים של טרמיטים וחרקים אחרים שמתחפרים מתחת לאדמה. לאחר שהבילבי זיהה מקום רועש, הוא משתמש ב-3 הטפרים הגדולים והחזקים שלו כדי לחפור במהירות ולהגיע לחרקים, ובאופן דומה ישתמש כדי למצוא זרעים ומזון אחר שקבור. כדי להגיע למזון כזה הבילבי עשוי ליצור בורות וחורים עד עומק של 25 ס"מ.
בזמן שהבילבי חופר עם הגפיים הוא משתמש ברגליו כדי לסלק לאחור את החול שמצטבר מתחת לגחונו. הפרווה הרכה של הבילבי אינה מגינה עליו מפני עקיצות הטרמיטים, וכדי להימנע מכך, הוא עשוי לחפור מחילה שמובילה הישר לתאים בתל הטרמיטים ומלקק אותם במהירות עם לשונו הארוכה והדביקה בטרם הללו יקלטו את המתרחש. מכיוון שהבילבי בא במגע תמידי עם האדמה כדי להשיג את מזונו, הוא נאלץ לבלוע כמיות ניכרות של אדמה וחול יחד עם החרקים והזרעים. עם זאת, האדמה אינה מצטברת בגופו אלא יוצאת עם הצואה לצד חלקי גוף קשיחים של חרקים, ובסביבות 20%–90% מצואתו עשויה להיות מורכבת מאדמה. היות שהזרעים מהווים חלק חשוב מתזונתו של המין, לשריפות מבוקרות יש השפעה חיובית מאוד על הבילבי מכיוון שבעקבות השרפה מתחילה נביטה וצמיחה של עשב טרי המועדף עליו.
טורפים.
לפני הגעת האירופאים ליבשת, הטריפה הטבעית של הבילבי הייתה מועטת יחסית כשאויביו העיקריים היו פיתון השטיחים, כוח אוסטרלי, מספר מינים של עופות דורסים, נמיות כיס והדינגו (שהובא כנראה לפני 3,500 שנה). מאז הגעת האירופאים ליבשת, טריפת הבילביים הפכה לבעיה רצינית ביותר בעקבות הכנסת השועל האדום וחתול הבית; השועל האדום הובא לצורך ציד פנאי בשנת 1855, ובתוך 100 שנים הוא התפשט במהירות ברחבי היבשת והוא מצוי כמעט בכל חלקיה למעט באזור הצפון הטרופי. חתולי הבית שוחררו אף הם ב-1855 באזורים שונים על מנת לשלוט באוכלוסייה של מינים פולשניים אחרים שהובאו ליבשת (כמו הארנבון המצוי והחולדה), ומאז הם התפשטו במהירות בבר וגרמו להרג של מינים מקומיים רבים; עם זאת, לא ברור עד כמה חלקם של החתולים משמעותי בהפחתת מספרי הבילבי וזאת בניגוד לשועל שמוגדר כאיום הגדול ביותר על המין. אף על פי שהדינגו אף הוא מטורפי המין, לנוכחותו יש לרוב השפעה חיובית על הבילבי מכיוון שהוא טורף מובהק של החתולים ובנוסף מצמצם מאוד את פעילותו של השועל.
רבייה ומחזור חיים.