Su ciclo de desarrollo es temprano en zonas frías y más tardío en las cálidas, ralentizando su crecimiento las bajas temperaturas, lo que provoca que su desarrollo sea más largo aspecto muy a tener en cuenta en cualquier plan de control. El ciclo de la procesionaria del pino pasa por cuatro fases: adulto, huevo, oruga y crisálida.
En invierno se produce el desarrollo de las larvas de procesionaria, siendo el frio el condicionante principal, es por esta causa que la sucesión de los restantes estadios del insectos cambian temporalmente en relación con las condiciones de temperatura de cada región. Asi mientras en zonas frías las orugas se entierran a partir del mes de febrero y hasta mediados del mes de Abril, según el clima anual, en áreas mas cálidas lo hacen entre mediados de Enero y mediados de Marzo. El desarrollo larvario finaliza según estas fechas. Por otro lado, el surgimiento de adultos en áreas mas cálidas se produce entre finales de Julio y mediados de Octubre. El periodo de puestas se produce en torno a estas fechas, y la eclosión de 30 a 45 días después de la aparición de los adultos.
La mariposa representa el estado adulto de la procesionaria, sale de debajo de la tierra en los meses más cálidos del año. Existe un amplio disformismo entre machos y hembras. Es en este estado cuando no se alimenta, llegando a vivir entre 24 y 48 horas. Presenta actividad nocturna, la hembra produce sustancias atrayentes conocidas como feromonas sexuales, capaces de atraer a los machos con el objetivo de copular. Una vez fecundada la hembra se se desplaza a las coníferas para realizar la puesta de huevos. La hembra coloca la puesta de forma habitual en 2 acículas, repartiendo entre 50 y 350 huevos mientras se preocupa de taparlos con escamas que tiene en el abdomen.
La oruga de procesionaria del pino presenta un comportamiento gregario desde su nacimiento, en ocasiones cambian varias veces de lugar hasta crear un tupido bolsón con el que pasar el invierno, que normalmente colocan en los lugares altos donde es más fácil que lleguen los rayos de sol. La orugas están dentro de los bolsones durante el día, saliendo en horas nocturnas para conseguir alimento. El desarrollo de la procesionaria pasa por cinco estados larvarios. Su duración media en condiciones favorables es de 12 días en L1, 14 días en L2, 30 días en L3, mientras que en L4 y L5 transcurren en 30 a 60 días respectivamente. La actividad media de las orugas se produce con temperaturas entre 0 y 25 ºC, aunque los umbrales de temperatura letal para ellas se encuentra por encima de 30 ºC y por debajo de los -7 ºC.
Cuando finaliza el desarrollo de las orugas, cuando el suelo alcanza una temperatura media de entre 10 y 20 ºC bajan de los arboles en procesión, y una vez encontrado un lugar soleado, se agrupan para enterrarse bajo tierra a una profundidad de unos 20 cm, ahí forman una crisálida de seda y se transformas en nuevos adultos. En ese estado entran en diapausa, que pueden durar desde unos días hasta cuatro años.