Trollspinneren finnes i varme, lysåpne skoger med innslag av eik. Larvene lever først og fremst på sommereik (), noen ganger også på bøk eller andre løvtrær. De voksne sommerfuglene flyr i mai – juni, oftest bare en kort periode på kvelden. De kommer gjerne til lys, spesielt hannene. Etter paringen legger hunnen 150 – 200 egg i små grupper på bark eller kvister, mest høyt oppe i kronene på eiketrær. Larvene lever enkeltvis og holder seg på undersiden av bladene. Det merkelige utseende gjør at de ligner visne blader. Larven er utvokst i august. Den kryper da noe nedover på stammen og spinner en kokong av silke og opptygget bark, plassert i en barksprekk. Kokongen er hard og motstandsdyktig, og man kan fortsatt finne den flere år etter at puppen er klekket – dette er gjerne den mest effektive måten å registrere arten på, da både larver og voksne er vanskelige å finne. Puppen har en spiss tagg på undersiden som den bruker til å skjære ut et rundt vindu i kokongen når den skal klekke – på dette kan man kjenne utklekte kokonger av denne arten fra andre arter.