Als winterverblijf worden vooral ondergrondse ruimten gebruikt, zoals grotten, kalksteengroeven, oude steenfabrieken, bunkers, forten, vestingwerken, ijskelders en (kasteel)kelders. Overwinterende gewone grootoorvleermuizen zijn echter ook op zolders en in kerktorens, en een enkele keer in boomholtes gevonden. De winterslaapperiode duurt van oktober/november - maart/april. Het zijn echter geen stabiele slapers. Vooral grootoorvleermuizen die in winterverblijven met wisselende temperaturen overwinteren, worden, ook bij koud weer, regelmatig wakker. Ze jagen dan bijvoorbeeld op zolders op de daar overwinterende vlinders.
De gewone grootoorvleermuis geldt als standvleermuis. Meestal overwinteren ze in de onmiddellijke nabijheid van hun zomerverblijfplaatsen.
Hun ideale temperatuur is 2 à 5 °C Celsius, maar voor een dag of 2 kunnen ze ook temperaturen tot -3,5 °C verdragen. In hun verblijfplaats vind je ze in spleten geklemd, tussen bodempuin en ook diep in nauwe pijpen, soms hangen ze ook wel vrij aan muren en plafonds. Ze leven vaak alleen en eigenlijk zelden in kleine groepjes, die dan bestaan uit 2 tot 3 dieren. Soms mengen ze zich met andere soorten. Ze starten hun winterslaap vanaf oktober/november en ontwaken eind maart/begin april.
Vanaf april wonen de mannetjes en de vrouwtjes bij mekaar in zomerverblijven en vanaf half mei betrekken de vrouwtjes de kraamkamers en verblijven de mannetjes elders, in kleine groepjes.De afstand tussen dagrustplaats en jachtgebied wordt in de regel in een snelle rechte vlucht afgelegd, op een hoogte van honderd meter of meer.
Jachtplaatsen liggen meestal in open terrein, waar met snelle duiken op insecten gejaagd wordt. Rosse vleermuizen vliegen vroeg uit, soms zelfs vóór zonsondergang. Gewoonlijk jagen ze gedurende 1 à 1,5 uur. 's Zomers vliegen ze vaak nog een tweede keer uit.
Bij de jacht maken ze gebruik van echolocatie of sonar om zich te oriënteren en hun prooien te localiseren. Via hun mond stoten ze ultrasone, voor de mens onhoorbare, geluiden uit. Wanneer de geluidsgolven op een object (boom, insect, ...) botsen, dan ontstaat er een echo die wordt opgevangen door de gevoelige vleermuisoren. In de hersenen worden al deze signalen verwerkt en krijgt de vleermuis een 'beeld' van zijn omgeving.
De rosse vleermuis heeft een fm-QCF sonar. Dit is een sonar met korte pulsen met een steil frequentie verloop gevolgd door een gedeelte met een quasi constante frequentie. Bij de laatvlieger ligt de nadruk op het QCF-gedeelte. Dit type van sonar geeft vooral informatie over veraf gelegen voorwerpen.
De rosse vleermuis is in West-Europa een uitgesproken boombewonende soort. Dieren in winterslaap gebruiken enkel boomholten als onderkomen. Doordat de rosse vleermuis tamelijk luidruchtig is, en de geluiden ook zonder hulpmiddelen vaak goed te horen zijn, zijn de verblijfplaatsen relatief makkelijk te vinden.
Ook in de zomer treft men de rosse vleermuis meestal aan in holle bomen. Ze preferen oude spechtenholen die naar boven toe zijn uitgehold. Kolonies worden in Vlaanderen meestal aangetroffen in eik, amerikaanse eik en beuk. De kolonie verhuist zeer regelmatig in de loop van het zomerseizoen maar ze blijven over de jaren heen zeer trouw aan hun kolonieplaats.
De afstand tussen verblijfplaats en foerageergebied is zeer variabel, afhankelijk van het aanbod. De Rosse vleermuis jaagt bij voorkeur in waterrijke gebieden. Grote vijvers, meren en moerassen vormen een groot gedeelte van het jachtgebied. Daarnaast wordt ook gefoerageerd boven natte weilanden en akkers.
Het dieet bestaat uit kevers, vlinders, langpootmuggen en dansmuggen. De vleermuizen vliegen hoog, gemiddeld 5 tot 20 meter en soms nog hoger.
Wijfjes worden na 1 jaar seksueel actief, mannetjes na 2 jaar. De paartijd duurt van augustus tot oktober. Een mannetje bezet enkele weken een paarkwartier (meestal een boomholte) en verdedigt dat tegenover andere mannetjes. Vanuit die boomholte trachten ze met baltsroepen zoveel mogelijk wijfjes aan te trekken. De ingang van het kwartier wordt met een riekende afscheiding gemarkeerd. Gemiddeld verblijven er zo'n 4 tot 5 (soms tot 20) vrouwtjes bij één mannetje voor 1 à 2 dagen. Vanaf november paren ze ook in het winterverblijf. Sommige vrouwtjes kunnen door meerdere mannetjes bevrucht worden en daarom hebben tweelingen vaak een andere vader.
Half juni/begin juli worden de jongen geboren. Aan het einde van hun 4e levensweek, vliegen de jongen voor het eerst uit.