Het bruin dikkopje is een uiterst zeldzame standvlinder. Hij leeft in open lage vegetaties van schrale graslanden en kalkgraslanden, en komt nog slechts op twee plaatsen in Zuid- Limburg voor. Hij vliegt tussen begin mei en midden juni, soms is er een tweede generatie in augustus. De rups is groen, na de overwintering bruin, en over de rug loopt een donkere streep; de kop is donkerbruin.