La femelle a une envergure de 36-49 mm; l’envergure du mâle est de 31-39 mm. Les deux sexes ont un thorax velu. Les ailes antérieures sont gris cendré terne ; les nervures, les marges et trois bandes transversales sont plus foncées. Les ailes postérieures sont blanches, bordées de gris, avec une tache sombre caractéristique dans la région anale.

Les masses d’œufs cylindriques ont une longueur de 4 à 5 cm. Ils sont recouverts des écailles de la touffe anale féminine, qui imite les pousses de pin.

Les larves se développent à cinq stades et la chenille adulte mesure environ 40 mm de longueur. La capsule de tête est noire. Le corps de la chenille du premier stade est vert pomme terne. Après la deuxième mue, la chenille prend son aspect définitif et les taches de poils urticants dorsaux rougeâtres sur chaque segment du corps apparaissent, disposées par paires. Le tégument et les poils qui habillent le corps varient considérablement selon les provenances. En général, le tégument est plus foncé dans les zones plus froides et varie du gris bleuâtre terne au noir.

La nymphose a lieu dans le sol dans un cocon de soie ovale blanc ocre. Les nymphes mesurent environ 20 mm de long, sont ovales et d’une couleur jaune brunâtre pâle qui se transforme plus tard en brun rougeâtre foncé

Le cycle de vie de T. pityocampa est normalement annuel mais peut s’étendre sur 2 ans à haute altitude ou aux latitudes septentrionales. Le développement dure 6 mois dans les conditions les plus favorables, mais les quatrième et cinquième stades peuvent être prolongés en hiver. Le stade nymphal peut être considérablement prolongé par diapause.

Quelques heures après la levée et l’accouplement, les femelles pondent sur les pins les plus proches. Les œufs sont pondus en masses cylindriques autour de paires d’aiguilles; la plupart des masses d’œufs sont pondues sur les pousses périphériques de la couronne et contiennent de 70 à 300 œufs.

Après 30 à 45 jours, les œufs éclosent. Les larves s’agrégent en colonies et font des nids de soie qui s’agrandissent jusqu’au quatrième stade, lorsque le nid d’hiver définitif est construit. En général, celui-ci est situé aux extrémités des branches dans la partie supérieure de la couronne. Au troisième stade, des taches urticantes apparaissent.

Les processions de nymphose ont lieu à la fin de l’hiver et au début du printemps. Les chenilles se déplacent dans un fichier à la recherche d’un site approprié pour creuser un tunnel sous terre et se nymphoser dans le sol. La nymphose a lieu à une profondeur d’environ 10 cm et les nymphes entrent en diapause. Certaines nymphes peuvent ne pas produire d’adultes l’année de la nymphose, la période de diapause s’étendant jusqu’à l’année suivante ou plus longtemps.