Der nachtaktive Pappelschwärmer hat eine Flügelspannweite von etwa 9 Zentimetern. In Ruhestellung täuscht dieser Schwärmer durch die besondere Haltung seiner Flügel übereinander liegende, trockene Blätter vor, zudem haben die sichtbaren Vorderflügel gleichzeitig helle und dunklere bräunliche Tarnfarben, das Flügelgeäder ergibt einen weiteren Schutz.
Schaut man sich einen der Falter aus größerer Entfernung an, verschwimmen die ansonsten klaren Linien. Die Oberseite der weitgehend verborgenen Hinterflügel (es sind in Abbildung 1 die unten und nach vorne zeigenden) schmückt ein großer orangeroter bis braunroter Augenfleck. Kommt dem tagsüber ruhenden Schwärmer ein Vogel zu nahe, breitet er blitzschnell die Hinterflügel aus. Der Fleck soll den Vogel verwirren, um dem Falter das Entkommen zu ermöglichen.
Trotzdem wird der Pappelschwärmer in Gradationsjahren (Jahre mit sehr häufigem bis massenhaftem Auftreten einer Art) oft von Meisen erbeutet, ja er stellt dann sogar über wenige Wochen einen bedeutenden Teil für deren Brut dar.
Ihre Eier legen die Weibchen des Pappelschwärmers an die ihnen den Namen gebende Baumart, eben Pappeln. Dort wo diese noch in Bachtälern stehen, kommt auch der Pappelschwärmer häufig vor. Diese Falterart ist aber nicht auf Gedeih und Verderb auf die Pappel als Nahrung für die Raupen angewiesen, sie legt ihre Eier auch an Espen und Weiden.
Dort wachsen die aus dem Gelege schlüpfenden kleinen „Freßmaschinen“ schnell heran, sie erreichen ausgewachsen eine Länge von 6,5 Zentimetern. Haben sie dieses Stadium erreicht, kriechen sie aus dem Gipfelbereich der Bäume herab auf den Boden, um sich in der Nähe des Stammes in einem eigens von ihnen angefertigten Gespinst im Boden zu verpuppen. Vor Vögeln sind sie dort sicher, nicht aber vor Maulwürfen und Spitzmäusen.
Sind sie keinem ihrer Fressfeinde zum Opfer gefallen, schlüpfen ab Ende Mai bis in den Juli hinein die fertigen Falter, eine beachtliche Leistung für diese zarten Wesen. Die Falter fliegen bis in den August hinein.
Erst wenn sich der Zweck ihres Daseins – die Zeugung der nächsten Generation – durch Paarung und die Eiablage durch das Weibchen erfüllt hat, sterben sie. Obwohl Pappelschwärmer schon in der Dämmerung fliegen, kommen sie doch erst um Mitternacht an Lichtquellen, auch die Paarung findet erst ab diesem Zeitpunkt statt.
