Nei grandi fiumi di fondovalle vive in associazione con il temolo e con numerose specie accompagnatrici minori, rappresentate per lo più da Ciprinidi reofili quali barbo canino (Barbus meridionalis), barbo comune (Barbus plebejus), cavedano (Leuciscus cephalus), sanguinerola (Phoxinus phoxinus), vairone (Leuciscus souffia). Spiccatamente territoriale, soprattutto nel periodo della frega, la trota marmorata trascorre gran parte della sua esistenza stazionando su fondali sassosi, dove vive nascosta nelle buche e negli anfratti tra i massi e la vegetazione acquatica; tra i soggetti di maggiore mole pare inoltre esista una gerarchia per cui i soggetti dominanti occupano i nascondigli migliori. Gli esemplari più giovani occupano le zone a bassa profondità in prossimità delle rive. Per quanto riguarda l'alimentazione, la trota marmorata è un predatore: mentre i giovani si nutrono, fino ai 2-3 anni di vita, prevalentemente di larve di insetti ed altri invertebrati del fondo ma anche di insetti alati catturati in superficie, all'aumentare della taglia dei soggetti, in ambienti con disponibilità di pesci foraggio, si fa sempre più marcata la tendenza all'ittiofagia.