Самец в размахе крыльев имеет 30-38 мм. Темные усики двойные гребенчатые. Окраска очень изменчива. Крылья темно-коричневые со светлыми белыми или беловато-желтыми пятнышками по периферии и у основания, где образуют большие бело-желтые пятна приблизительно треугольной формы. На задних крыльях эти пятна поперек пересекает светлая полоса. Грудь и брюшко узкие, темные со светлыми пятнами.
Самка в размахе крыльев имеет 32—40 мм. Желто-коричневые усики щетинковидные. Крылья светлее или темнее ржаво-коричневые. Светлые тона отвечают желто-белым тонам самца, темные — его темным пятнам, однако, не так остро очерчены, за исключением пятен на периферии крыльев, так что преобладает бурая окраска. Грудь и брюшко мощнее и немного светлее.
Яйца светло-зеленые, овальные, сверху немного уплощенные.

Длина гусеницы 1-го возраста около 3 мм, гусеница полностью зеленая с желтой головой. Типичную окраску приобретает от 2-го возраста: сине- или желто-зеленая с тремя продольными широкими белыми полосами, которые идут даже на светло-зеленую плоскую голову. Длина взрослой гусеницы 22-31 мм. Гусеницы имеют 3 пары грудных, 1 пару брюшных и 1 пару ложных ног.
Куколкамумиевидная, длиной 11-14 мм, сначала зеленоватая, позже — блестящая коричневая, тупо-конусообразно законченная.

Гусеницы сосновой пяденицы повреждают хвою обыкновенной сосны. Взрослые насекомые появляются в сосновых насаждениях начиная с последней недели мая (южные районы), но массовый лёт начинается в июне (средняя полоса) и в конце июня — начале июля — в северных областях. Спаривание происходит сразу же после выхода и начала лёта. Самки откладывают яйца рядами на нижней стороне старой сосновой хвои (от 4 до 7 штук в одном ряду) спустя некоторое время после спаривания. Примерно через 14 дней из яиц выходят гусеницы, которых можно видеть начиная с первой или второй недели июня. Во второй половине этого месяца личинки питаются уже в кронах. Поедать хвою начинают сверху и с внешней стороны кроны. Хвоинки поедают полностью, оставляя только срединное ребро. На хвое выступает смола, хвоинки желтеют и опадают.

Гусеницы проходят четыре возраста и заканчивают развитие поздним летом или ранней осенью. Окукливание обычно проходит в октябре. Взрослые гусеницы окукливаются в почве на границе минерального слоя.