De Grote weerschijnvlinder komt voor in vochtige loofbossen. De soort heeft 1 generatie van begin juni tot midden augustus met een piek tussen 25 juni en 21 juli. De wijfjes zetten de eitjes gewoonlijk ’s middags afzonderlijk af aan de bovenkant van beschaduwde bladeren van Boswilg, vooral op plaatsen met een hoge luchtvochtigheid. Jonge rupsen zitten meestal op de nerf van het blad en eten hier ook van, maar eenmaal groter verlaten de rupsen dat blad om ook van andere bladeren te eten. De half volgroeide rupsen worden bruin en overwinteren tegen een bladknop of in de vork van een tak. In het volgende voorjaar verkleuren de rupsen terug naar groen en beginnen ze opnieuw te eten wanneer de bladknoppen ontluiken. Ze verpoppen aan de onderkant van een blad hoog in de boomkruin. Mannetjes verdedigen vaak een territorium vanuit een opvallende, hoge boom in een bosrand. Het voedsel van de volwassen vlinders bestaat vooral uit honingdauw of boomsappen. Mannetjes drinken ook vaak aan plasjes om hun zoutpeil aan te vullen. Want tijdens de paring geven de mannetjes via hun spermapakketje zout mee aan de wijfjes zodat de eitjes goed kunnen ontwikkelen. De vlinders zijn weinig mobiel. De Grote weerschijnvlinder komt vaak in dezelfde gebieden voor als Bont dikkopje, Eikenpage, Gehakkelde aurelia, Kleine ijsvogelvlinder en Koevinkje