De soort wordt in Vlaanderen enkel aangetroffen in forten en mergelgroeven (de laatste jaren ook in bunkers), waar de temperatuur schommelt tussen 0,5 en 7,5 °C. Vanaf oktober tot midden maart/ april houden ze er hun winterslaap. Dat doen ze zowel in spleten gedrukt als vrij hangend aan muren en plafonds.
De meervleermuis is een lange-afstandtrekker tussen winter- en zomerverblijfplaats. Dieren uit Noord Nederland komen in de mergelgroeven overwinteren. Ze leggen hierbij afstanden af tot 330 km. De mannetjes ondernemen eenmaal in hun leven een lange tocht, om vervolgens de rest van hun leven op die plek te blijven. Hun overwinteringsplekken liggen vervolgens lokaal.
In mei trekken de vrouwtjes naar de kraamkolonies. Hier kunnen groepen van 40 tot 500 dieren gevormd worden. De kraamkamers kunnen van jaar tot jaar verschillen en soms verhuizen ze zelfs tijdens de kraamperiode.
De meervleermuis is een echt nachtdier, die in de late avond en vroege ochtend tevoorschijn komt om te jagen.
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 meervleermuis heeft een frequentie modulerende sonar (FM). Het zijn korte pulsen met een steil frequentie verloop. Dit wil zeggen dat in een korte tijd de frequentie van 100 kHz zakt tot 30 kHz. Dit type van signaal geeft zeer gedétailleerde informatie, maar door de weerstand van de lucht reikt het niet ver. Boven grote wateroppervlakten wordt overgeschakeld naar een FM-qcf signaal. Dit is een FM signaal gevolgd door een quasi constante frequentie. Dit laatste gedeelte levert minder gedétailleerde informatie maar reikt veel verder.
De meervleermuis wordt tijdens de winter waargenomen in grotten, groeven en bunkers. Meervleermuizen hebben voorkeur voor of hele koude verblijven (de dieren zitten dan weggekropen in kieren) of hele warme verblijven (de dieren hangen dan in groepjes vrij aan het plafond). De meervleermuis heeft een heel lange diepe slaap. Hij begint vroeg in het seizoen (vanaf augustus) en eindigt laat (half april). Hij wisselt wel vaak van plek (om de 2 weken).
De meervleermuis is een gebouwbewonende vleermuissoort, hij woont oa in woonhuizen en op kerkzolders. De kraamkolonies zijn in het algemeen vrij groot.
De meervleermuis foerageert op grote afstand van de kolonie. Kanalen en rivieren vormen de belangrijkste verbindingsroutes maar ook bomenrijen en houtwallen worden gebruikt. De dieren foerageren voornamelijk boven grote, open waterplassen, rivieren en kanalen. Bij de keuze van voedsel gebieden is niet het aanwezige totaal oppervlak van het water belangrijk, maar de hoeveelheid oeveroppervlak (beschutting en insekten). Uit recent onderzoek blijkt ook dat de dieren ongeveer 25% van hun tijd doorbrengen boven vochtige weilanden in de buurt van groot open water.
Ongeveer een half uur tot drie kwartier na zonsondergang gaan ze op jacht. Meestal is dat één lange vlucht maar soms zijn het er ook twee, één 's avonds en één tegen de morgen. Ze vliegen zo'n 10 tot 60 centimeter boven het water aan een snelheid van 10 tot 35 km/uur. De Meervleermuis jaagt niet alleen boven water, maar ook boven weiden en langs bosranden. Toch geven ze de voorkeur aan brede watergangen, kanalen, rivieren en meren met een groot wateroppervlak. Hun favoriete schotel bestaat uit dansmuggen en kokerjuffers, maar ze eten net zo goed vlinders en kevers.
Men veronderstelt dat de vrouwtjes geslachtsrijp zijn vanaf hun tweede levensjaar. De paartijd begint half augustus. De mannetjes nemen een territorium in en vormen een harem. Er wordt ook gepaard in de winterverblijven.