Die zu den Karpfenfischen zählenden Bitterlinge ernähren sich von planktonischen Algen und wirbellosen Tieren.
Zur Fortpflanzung sind die kleinen, 4 - 7 cm langen Fische auf Süßwassermuscheln angewiesen. Jeweils ein bis zwei seiner insgesamt bis zu hundert Eier legt das Weibchen in den Kiemenraum von Fluß- oder Teichmuscheln. Dort werden sie von den Spermien, die das Männchen in das Atemwasser der Muschel entlässt, befruchtet. Die Fischeier und die daraus schlüpfenden Larven sind durch die Muschelschalen gut vor Feinden geschützt. Aber auch die Muscheln profitieren: Ihre Larven heften sich an die Fische und werden von diesen verbreitet.
Da geeignete größere Muscheln in Folge von Gewässerverschmutzung in vielen Flußbereichen selten geworden oder sogar verschwunden sind, gingen auch die Bestände des von ihnen abhängigen Bitterlings zurück. In Berlin hat sich die Zahl der Bitterlingsvorkommen in den letzten knapp 20 Jahren jedoch positiv entwickelt. Derzeit ist die Art auf der Roten Liste in Kategorie 3, gefährdet, eingestuft.