Mørk eiketannspinner er knyttet til eikeskoger, og larvene lever på eik ( spp.), av og til også på bøk. Denne arten er litt mer varmekrevende enn lys eiketannspinner. De voksne spinnerne flyr om natten fra slutten av mai til juli. Hannen, men ikke hunnen, kommer gjerne til lys. Hunnene finner man i det hele tatt sjelden, trolig fordi de holder seg oppe i trekronene. Etter paringen legger hunnen 150 – 200 egg i små grupper på undersiden av eikeblader, som klekkes etter åtte til ti dager. De nyklekte larvene lever vanligvis i små grupper, mer utvokste larver lever en og en. De spiser bladene fra spissen innover slik at bare midtnerven står igjen. Når larven er utvokst i august – september, kryper den ned på bakken, spinner seg inn i en oval, jordfarget kokong og forvandler seg til en puppe, som overvintrer. Noen ganger kan puppen overvintre to ganger før den klekkes.