Ses colonies annuelles ne survivent pas aux premiers froids, à l'exception des jeunes reines fécondées.
Au printemps, celles-ci créent dans les arbres morts, murs de pierre sèche, greniers ou cheminées, voire dans les vieilles bottes de paille, un tas de compost ou de vieux chiffons, dans les charpentes ou soupentes, un nid en papier mâché (fibres végétales mâchées) abritant les premières alvéoles où elles pondent les premiers œufs.
Après éclosion des larves, les reines qui ont survécu jusque là les nourrissent elles-mêmes jusqu'à la mue. 5 à 7 semaines après la première ponte, ces premières ouvrières matures déchargeront alors la reine de la plupart des travaux. En automne, la colonie atteint son apogée, de jeunes reines et des faux-bourdons naissent, prélude du cycle suivant. Les nids sont souvent composés de 5 à 10 (voire 12) rangées de plateaux superposés constitués d'alvéoles toujours orientés vers le bas, mais la configuration générale du nid peut fortement varier selon l'endroit où il est construit. La couleur et les motifs du papier varie selon la fibre végétale collectée par les ouvrières.
Un nid comprend en moyenne 5 000 alvéoles. Le nid, fin août, peut dépasser une capacité de 25 litres et la longueur ultime de son grand-axe (en région méridionale, juste avant les premiers froids) peut atteindre un mètre. Les plus grands nids se rencontrent dans les charpentes et les arbres creux car ces emplacements offrent le plus de surface de fixation. Plus la bonne saison est longue (cas de la région méditerranéenne), plus les colonies seront développées et plus les nids seront volumineux en fin de saison. Les jeunes mâles et femelles qui apparaîtront en juin ou juillet ne participent pas à la construction du nid. Lors des premiers froids automnaux, les mâles et femelles et la reine de la saison meurent, ainsi que les ouvrières. Ce sont les jeunes femelles récemment fécondées qui passeront l'hiver pour constituer de nouvelles colonies.
Pour nourrir son couvain, une colonie bien développée peut consommer 500 g d'insectes par jour : mouches, guêpes, abeilles, sauterelles, libellules, ainsi que chenilles et araignées.
Les ouvrières adultes se nourrissent de sucs végétaux et parfois de fruits tombés ou de matières carnées abandonnées.
Il semble difficile d'estimer l'état des populations de frelons, faute de suivi. Le frelon a statut d'espèce protégée en Allemagne, et il est considéré comme une espèce utile par les entomologistes de la plupart des pays. Ses nids sont néanmoins souvent détruits par le public qui en a plus peur que de l'abeille ou la guêpe commune, en raison de sa taille et de sa ressemblance avec les guêpes. Comme le frelon, actif la nuit, fait une bien plus grande consommation de Fausses teignes de la cire que d'abeilles, il s'avère plutôt utile pour les ruches et, en Allemagne, certains apiculteurs avisés favorisent l'implantation d'un nid de frelons à proximité de leurs ruches. En effet, la Fausse teigne de la cire (Galleria mellonella) est un insecte lépidoptère de la famille des Pyralidae vivant en Europe et dont la larve se nourrit des rayons de cire des ruches y causant des dégâts considérables. Ce papillon qui vole de mai à octobre a une envergure de 30 à 41 mm.