Крупный жук от 18 до 37 мм в длину, тело черное, щиток плоский, сплошь в густых прилегающих светлых волосках. Надкрылья сужаются к вершине, в передней трети они с поперечной вмятиной, в задней трети белесоватые за счет множества светлых волосков. От других видов рода Monochamus отличается крупными размерами и более светлым зеленоватым оттенком задней части надкрылий. У самок длина усиков почти равна длине тела, у самцов они в 1,5–2,5 раза длиннее.

 
Опасный вредитель хвойных пород: пихты, ели, кедра, лиственницы. Массовое размножение черного пихтового усача возможно только на пихте. Ему часто способствует сильное изреживание леса, после лесных пожаров и объедания хвои сибирским шелкопрядом. Генерация трехгодичная. Откладка яиц начинается через 12–20 дней после появления первых жуков и через 20–32 дня достигает максимума.

 
Для откладки яиц самка выгрызает в коре узкую щель — «насечку», в которую с помощью яйцеклада откладывает на глубину 2–3 мм одно, реже два яйца. Обычно для этого самка выбирает ослабленные или погибающие деревья, но в годы массового размножения также и здоровые деревья. Фаза яйца длится 13–29 дней. Средняя плодовитость одной самки — 14 яиц, максимальная — 33. Личинки в течение двух лет развиваются в древесине и под корой усыхающих деревьев. Взрослые жуки, питаясь лубом, повреждают молодые растущие побеги, окольцовывая их, что приводит к ослаблению дерева и подготавливает его к заселению личинок. Личинка на последней стадии достигают в длину 40 мм, имеет переднеспинку с бурым щитком. После третьей зимовки личинка устраивает колыбельку, в которой в мае–июне превращается в куколку. Фаза куколки длится 25–26 дней. Молодой жук прогрызает для вылета круглое отверстие диаметром 5–7 мм. Массовый лет жуков происходит с июня по сентябрь.

 
Широко распространен в зоне хвойных лесов по всему Дальнему Востоку России, в Сибири, на Урале, Казахстане, Японии, Китае, Монголии. Многочислен на Сахалине и Южных Курильских островах (Кунашир, Итуруп, Шикотан).