Les plantes-hôtes du Sphinx de l’Épilobe sont les différentes espèces d’Épilobes (Epilobium), mais également les Onagres (Oenothera). Cette diversité de plantes-hôtes permet à ce sphinx de coloniser un large spectre d’habitats différents ; allant des prairies vivaces humides aux friches sablonneuses et aux éboulis chauds et secs, etc.

De juin à juillet, les jeunes chenilles, encore toutes vertes, sont actives de jours et se trouvent sur la tige supérieure ou sur la face inférieure des feuilles de leur plante-hôtes. Les chenilles plus âgées, brunes à vertes, se cachent la journée dans les parties basses de la plante ou sous des pierres, et sortent se nourrir la nuit. Puis, la chenille va se nymphoser dans le sol ou elle hibernera jusqu’à l’année qui suit.

Les adultes se rencontrent d’avril à juin lorsqu’ils s’alimentent de plantes nectarifères à la tombée de la nuit. Une observation de jour est possible, mais est relativement rare. Les femelles pondent leurs œufs un à un vers le mois de mai, en les isolant sur la plante hôte, généralement sur le dessous des feuilles.

Il n’existe pas de difficultés particulières à la détermination de Proserpinus proserpina. Il ressemble vaguement au Sphinx du Tilleul (Mimas tiliae), mais celui-ci est beaucoup plus grand (envergure de 55-75 mm contre 36-45 mm). De plus, Proserpinus proserpina possède des ailes postérieures jaunes bordées de noir qui sont très visibles pendant le vol.

La chenille est également reconnaissable, c’est une des rares chenilles de sphinx qui ne porte pas d’appendice caudal en forme de corne. À la place, elle possède un petit disque corné caractéristique qui porte un point noir en son centre.