Als Imago trifft man den Grosse Weinschwärmer in Mitteleuropa anfangs Herbst. Im Mittelmeerraum bildet er zwei Generationen, die im Zeitraum vom Mai bis September ausfliegen. Die Raupen fressen an Labkraut und an verschiedenen weiteren Pflanzen.

Zwar ist der Grosse Weinschwärmer als Wanderfalter in unseren Breitengraden anzutreffen aber heimisch ist er in den wärmeren Regionen Europas. Seine Wanderungen unternimmt er Ende Sommer bis Anfangs Herbst und kann sich dabei weit bis nach Norden verirren.