El urogallo es una especie propia de la taiga boreal, muy ligada a bosques de coníferas (sobre todo de pino silvestre), maduros, poco densos y con buena cobertura arbustiva. No obstante, la singular población cantábrica se ha refugiado en bosques maduros de hoja caduca, en especial hayedos, aunque también en robledales, abedulares y algún pinar de repoblación. En los Pirineos, utiliza en la vertiente norte un hábitat similar de hayedos y hayedo-abetales, pero en la sur ocupa pinares de pino negro y, en menor medida, de pino silvestre.
En altitud frecuenta bosques elevados, normalmente entre los 1.200 metros y los 1.600 metros en la Cordillera Cantábrica y entre los 1.700 metros y los 2.000 metros en los Pirineos.
La dieta invernal, exclusivamente vegetariana, se basa en acículas de coníferas, excepto en los bosques caducos, donde consume hojas de acebo y brotes de abedul, brezo, helecho y haya. Estos alimentos son muy poco nutritivos en época adversa, lo que obliga a los urogallos a permanecer inactivos gran parte del tiempo para no consumir energía. El resto del año se alimenta sobre todo de hojas, brotes y frutos de arándano, planta que además proporciona cobijo y orugas a los pollos, de dieta insectívora. La relación entre el urogallo y el arándano es muy estrecha y sus distribuciones son casi coincidentes, por lo que resultan excepciones notables algunas poblaciones catalanas donde no existe el arándano. Otras plantas de interés en su dieta son el enebro, la gayuba, la zarzamora, el boj y el rododendro.
El periodo de cría de esta especie polígama se extiende de marzo a septiembre. Entre marzo y junio, los machos ocupan las zonas de exhibición, denominadas cantaderos, donde se afanan por atraer el mayor número posible de hembras mediante cantos y pavoneos desde el suelo o las ramas. Durante el cortejo, el macho se exhibe con la cola desplegada, la cabeza levantada, el cuello hinchado, la barba erizada y las alas caídas.
Las hembras visitan durante algunos días de abril o mayo los cantaderos, con objeto de seleccionar un macho. A partir de ahí, toda la crianza es tarea exclusiva de la hembra. Ella construye un sencillo nido en una depresión somera del suelo, en la espesura del sotobosque, a menudo junto a un árbol, y lo tapiza con vegetación y plumas. Allí deposita entre 6 y 10 huevos amarillentos con algunas rayas oscuras, de los que, tras una incubación de 26 días, nacen los pollos nidífugos y miméticos.
Al igual que en otras galliformes, los pollos son muy precoces y al poco de nacer siguen a la madre y comen por sí solos, volando con torpeza a las dos o tres semanas y con presteza a los dos meses. Hasta el otoño acompañan a sus progenitoras, por lo que el final del verano es la mejor época para determinar el número de pollos que salen adelante, una cifra muy variable cada año, con valores recientes en España entre 0,14 y 2,25 ejemplares.
Las jóvenes hembras ya serán capaces de criar a la primavera siguiente, pero los machos deberán esperar hasta su tercer año. En condiciones normales, se
calcula una supervivencia adulta del 60%, con machos que han alcanzado los 14 años de edad en la naturaleza y los 18 años en cautividad.