Oblasť výskytu je rozsiahla, zahrnuje oblasť Európy od Anglicka až po Japonsko. Vyskytuje sa aj v severnej Afrike i severnej Amerike. Na Slovensku boli opísané dva poddruhy. Na takmer celom území sa údajne vyskytuje v poddruhu gorganus, a juhovýchodnom Slovensku (okolie Slovenského Nového Mesta) by to mala byť rasa vargaianus.
Ťažisko jeho výskytu sa nachádza v nížinách a pahorkatinách, ale vystupuje aj do najvyšších pohorí. V súčasnej dobe je vidlochvost feniklový rozšírený po celom území Slovenska včítane vysokých pohorí a na mnohých miestach je pomerne hojný. Vzhľadom na útlm v poľnohospodárstve po roku 1989 sa rozšíril na miesta, kde nebol dlhé roky pozorovaný. Na našom území obýva lúčne ekosystémy, polia, okraje viníc i horské lúky. Zasahuje i vysoko do hôr. Vyskytuje sa na lúkach od nížin až do alpínskeho stupňa.
Oplodnená samička kladie vajíčka na živné rastliny, ktorými sú hlavne niektoré druhy z čeľade mrkvovitých rastlín (Apiaceae) - fenikel obyčajný (Foeniculum vulgare), mrkva obyčajná (Daucus carota), angelika lesná (Angelica sylvestris), bedrovníky (Pimpinella sp.), ale aj napríklad kôpor voňavý (Anethum graveolens) alebo petržlen záhradný (Petroselinum hortense). Po vyliahnutí malých húseničiek sa tieto živia mladými lístkami živných rastlín, ale i kvetmi a plodmi.
Húsenica je veľmi pestrá a nápadná. Dospelá húsenica je zelená a má čierne, červeno bodkované pásiky na každom telovom článku. Za hlavou má osmeterium, ktoré pri podráždení vysúva smerom navonok a vylučuje špecifický zápach. Kukla býva pripevnená k podkladu opaskom okolo tela - hlavou smerom hore. V našich podmienkach trvá štádium kukly asi 2 - 3 týždne. V teplých rokoch je to o niečo kratšie. Kukly posledného pokolenia prezimujú. Zimujúca kukla má hnedosivú farbu, zatiaľ čo kukly I. a čiastočne II. generácie sú zelené. Ochrana spočíva v ochrane vhodných biotopov, individuálna ochrana jedincov, vzhľadom na jeho areál rozšírenia a početnosť druhu má druhoradý význam.
Má dve generácie - prvá sa objavuje od konca apríla do polovice júna, druhá od polovice júla do augusta. V teplých rokoch sa môže od septembra do októbra vyskytnúť čiastočná tretia generácia. Motýle sa zvyčajne zhromažďujú na vyvýšených miestach krajiny, kde pri troche šťastia môžeme objaviť aj kopulujúce jedince.
Rozpätie krídel je od 5,5 cm až asi do 8 cm. Jedinci jarnej generácie sú menší a zvyčajne tmavšie sfarbení. Jedince letnej generácie sú obyčajne väčší a svetlejšie sfarbení. Základná farba krídel je jasne sírovo-žltá. Na predných krídlach je čierna sieťovitá kresba s čiernym lemom, v ktorom sa nachádzajú žlté polmesiačiky. Na zadných krídlach je tiež čierny lem v ktorom je modravý poprašok. V oblasti okraja zadného krídla je zvyčajne čierno sfarbený chvostík - ostroha. Pri okraji zadného krídla je tehlovo červené oko.