Der Rotluchs ist dämmerungsaktiv. Die erste Aktivitätsphase beginnt gewöhnlich drei Stunden vor Sonnenuntergang und währt bis Mitternacht. Die zweite Aktivitätsphase setzt mit dem Sonnenaufgang ein und endet drei Stunden nach Sonnenaufgang. Während dieser beiden Aktivitätsphase legt der Rotluchs in der Regel eine Wegstrecke zwischen drei bis elf Kilometer zurück. Er durchstreift dabei sein Revier auf Wegen, die er regelmäßig nutzt.
Die Aktivitätsphasen unterliegen einer jahreszeitlichen Schwankung. In Herbst und Winter ist der Rotluchs häufiger am Tag aktiv, da auch seine Beutetiere in dieser Zeit stärker tagaktiv sind.
Rotluchse sind territorial. Die Reviergröße ist abhängig vom Geschlecht des jeweiligen Tieres sowie von der Zahl potentieller Beutetiere. Reviergrenzen werden durch Harn, Losung und durch Kratzspuren an Bäumen markiert. Innerhalb seines Revieres nutzt der Rotluchs eine Reihe verschiedener Versteckplätze. Meist präferiert er eines dieser Verstecke und nutzt die anderen Rückzugsmöglichkeiten nur gelegentlich. Typische Verstecke finden sich in hohlen Baumstämmen, in dichtem Unterholz oder in Dickungen sowie unter Felsüberhängen.
In den bislang durchgeführten Studien konnten als Extremwerte Reviere mit einer Größe von nur 0,6 und solche mit einer Größe von 326 Quadratkilometer nachgewiesen werden.. Untersuchungen in Kansas haben nachgewiesen, dass etablierte männliche Luchse durchschnittlich ein Revier mit einer Größe von 20 Quadratkilometer haben. Die Reviere der Weibchen sind dagegen nur halb so groß. Luchse ohne etablierte Reviere durchstreifen häufig ein Gebiet, dass deutlich größer ist. Noch nicht vollständig ausgewachsene Luchse haben in Kansas mit einer Reviergröße von durchschnittlich sieben Quadratkilometer die kleinsten Reviere. In einzelnen Untersuchungen konnte auch gezeigt werden, dass die Reviere von männlichen Luchsen am weitesten vom Geburtsort der Tiere entfernt liegen.
Es ist bislang umstritten, ob die Reviergröße von Luchsen jahreszeitlich bedingt schwankt. Die Ergebnisse einzelner Untersuchungen sind dabei widersprüchlich: In einer Untersuchung lag die durchschnittliche Reviergröße von männlichen Luchsen während des Sommers bei 41 Quadratkilometer, während sie im Winter 100 Quadratkilometer betrug. Eine andere Studie wies dagegen nach, dass weibliche Rotluchse mit Nachwuchs während des Winters größere Revier nutzen, während männliche Tiere ihr Revier lediglich verlagern, aber nicht ein größeres Gebiet als im Sommer durchstreifen. Diese Ergebnisse stimmen auch mit denen zahlreicher früher durchgeführten Untersuchungen überein. In anderen Untersuchungen in einer Reihe von US-amerikanischen Bundesstaaten konnte keine oder nur eine geringe saisonale Schwankung der Reviergröße festgestellt werden.
Wie bei den meisten Katzenartigen leben Rotluchse überwiegend einzelgängerisch. Ihre Reviere überlappen sich jedoch häufig. Bedingt durch die kleinere Reviergröße der Weibchen leben häufig zwei oder mehr Weibchen im Revier eines Männchens. Weibliche Rotluchse überschreiten nur selten die Reviergrenze eines anderen weiblichen Tieres. Anders als bei den meisten anderen Katzenartigen tolerieren männliche Rotluchse es, wenn sich ihr Revier mit einem gleichgeschlechtlichen Tier überschneidet. In diesem Fall ist ein Männchen jedoch häufig das dominantere.
Entsprechend der unterschiedlichen Reviergrößen schwankt auch die Bestandsdichte stark. Auf einem Gebiet von 65 Quadratkilometer können zwischen einem und 38 Rotluchse leben. Der Durchschnitt liegt jedoch bei einem Tier je 13 Quadratkilometer, dabei hat man einen Zusammenhang zwischen der Bestandsdichte und dem Geschlechterverhältnis festgestellt. In Kalifornien hat man in Gebieten, in denen Rotluchse nicht bejagt werden und eine hohe Populationsdichte besteht, 2,1 Männchen je Weibchen gezählt. Mit sinkender Bestandsdichte verändert sich dieses Verhältnis, so dass in dünn besiedelten Regionen nur noch 0,86 Männchen je Weibchen leben. Diese Untersuchungen legen nahe, dass Männchen besser in der Lage sind, in Regionen mit einem hohen Konkurrenzdruck durch andere Rotluchse zu überleben.
Der Rotluchs ist ein Überraschungs- oder Lauerjäger. Die Jagd erfolgt nach Katzenart durch Auflauern oder Anschleichen mit abschließendem Anspringen beziehungsweise einem Kurzspurt. Anders als der auf wenige Beutetierarten spezialisierte Kanadische Luchs ist der Rotluchs ein opportunistischer Jäger, bei dem das Beutespektrum überwiegend davon bestimmt ist, welche Tierarten im jeweiligen Lebensraum vorkommen.
Rotluchse präferieren Beutetiere mit einem Gewicht zwischen einem dreiviertel und knapp sechs Kilogramm. Im Osten der USA zählen Baumwollkaninchen zu den häufig vom Rotluchs geschlagenen Tierarten. Im Norden seines Verbreitungsgebietes ist dagegen der Schneeschuhhase ein wesentliches Beutetier. In Neu-England, wo sich das Verbreitungsgebiet dieser beiden Tierarten überlappt, stellen sie beide gemeinsam den Hauptteil der erlegten Beutetiere dar. Im südlichen Verbreitungsgebiet sind gelegentlich Baumwollratten die wichtigste Beutetiere.
Rotluchse passen ihre Jagdtechnik an die Größe des Beutetieres an. Kleineren Nagetieren, Vögeln sowie auch Fischen und Insekten lauert der Rotluchs an den Stellen auf, an denen sie reichlich vorkommen und schlägt sie dann im Sprung. An etwas größere Tiere wie Kaninchen und Hasen schleicht er sich bis auf eine Distanz von sechs bis zehn Meter heran und sprintet dann auf sein Beutetier zu.
Zu den von Rotluchsen geschlagenen Beutetieren zählen auch Füchse, Marder, Skunks, kleinere Hunde und Hauskatzen. Auch Hirscharten zählen zu den Beutetieren des Rotluchses. Er jagt sie bevorzugt im Winter, wenn kleinere Beutetiere seltener sind oder wenn eine hohe Bestandsdichte von Hirschen gegeben ist. Er schlägt dabei bevorzugt Jungtiere. Er ist aber auch in der Lage, ausgewachsene Tiere zu töten, die acht Mal mehr wiegen als er. Dabei schleicht er sich an den Hirsch heran, wenn dieser sich niedergelegt hat, sprintet auf ihn zu und greift sein Beutetier im Nacken, bevor er ihm die Kehle durchbeißt. In den seltenen Fällen, in denen er ein so großes Beutetier wie einen Hirsch tötet, kehrt er mehrfach zu seinem Riss zurück, um sich satt zu fressen. Die Beutereste vergräbt er unter Schnee oder Blättern.
Ihre Fortpflanzungsfähigkeit erreichen Rotluchse in der Regel im zweiten Sommer. Weibchen sind gelegentlich bereits gegen Ende ihres ersten Lebensjahres empfängnisfähig. Weibchen haben einen Zyklus von 44 Tagen, innerhalb dessen sie fünf bis zehn Tagen lang empfängnisbereit sind. Bei ausgewachsenen männlichen Rotluchsen setzt die Spermaproduktion im September oder Oktober ein und das Männchen ist jeweils bis in den nächsten Sommer fähig, ein Weibchen zu begatten. Fortpflanzungsfähig sind Rotluchse in der Regel bis zum Ende ihres Lebens.
Die Paarungszeit variiert etwas je nach Region, aber dauert in der Regel vom Winter bis in den Vorfrühling. Am häufigsten kommt es zu Paarungen in den Monaten Februar und März. Ein dominantes Männchen hält sich in dieser Zeit in der Nähe eines Weibchens auf. Zum Paarungsspiel der Rotluchse gehört es, dass die Tiere einander spielerisch jagen und balgen. Andere Männchen können sich in der Nähe aufhalten, sind aber in diese Paarungsspiele nicht involviert. Sobald das Weibchen empfängnisbereit ist, kommt es zur Paarung, wobei das Männchen das Weibchen mit dem für Katzenartige charakteristischen Nackenbiss greift. Das Weibchen paart sich gelegentlich anschließend auch mit anderen Männchen. Für Männchen dagegen ist es charakteristisch, dass sie sich mit mehreren Weibchen paaren. Sowohl während des Vorspiels als auch während der Paarung ist vom ansonsten stillen Rotluchs laute Schreie und Fauchen zu hören. Untersuchungen, die an in Texas beheimateten Rotluchspopulationen durchgeführt worden, legen nahe, dass Rotluchse erst dann zur Fortpflanzung kommen, wenn sie über ein etabliertes Revier verfügen. Untersuchte Tiere, die noch kein Revier besetzt haben, hatten keinen Nachwuchs.
60 bis 70 Tage nach einer erfolgreichen Paarung kommen die Jungen zu Welt, die nur vom Weibchen großgezogen werden. Die Wurfgröße variiert zwischen einem und sechs Jungtieren; normalerweise kommen aber zwei bis vier Jungtiere zur Welt. Die meisten Geburten erfolgen in den Monaten April und Mai. In Ausnahmefällen wirft das Weibchen ein zweites Mal. Diese Jungtiere kommen dann in der Regel erst im September zur Welt. Als Wurfplatz wählt das Weibchen meist einen hohlen Baumstamm oder eine kleine Höhle. Die Jungen kommen blind zur Welt und öffnen erstmals ihre Augen an ihrem neunten oder zehnten Lebenstag. Ihre Umgebung erkunden sie erstmals in einem Alter von vier Wochen. Bis etwa zum Ende ihres zweiten Lebensmonats säugen sie bei der Mutter. Ab einem Alter von drei bis fünf Monaten beginnen sie das Muttertier auf ihren Streifzügen zu begleiten. Im Frühjahr geborene Rotluchse jagen erstmals selbständig im Herbst und verlassen meist das Revier des Muttertieres kurz danach. Gelegentlich duldet das Muttertier ihren Nachwuchs aber auch bis ins nächste Frühjahr.
Rotluchse erreichen durchschnittlich ein Lebensalter von sechs bis acht Jahren. Das höchste Lebensalter, dass man bislang für einen in freier Wildbahn lebender Rotluchs nachweisen konnte, beträgt 16 Jahre. In Gefangenschaft sind Rotluchse schon bis zu 32 Jahre alt geworden.
Ausgewachsene Rotluchse haben nur wenige Fressfeinde. Pumas und Wölfe sind in der Lage, einen ausgewachsenen Rotluchs zu töten. Beobachtungen im Yellowstone National Park weisen darauf hin, dass dies regelmäßig vorkommt. Jungtiere werden dagegen von einer ganzen Reihe von Prädatoren getötet. Zu den Prädatoren zählen unter anderem große Eulenarten, Adler, Koyoten, Füchse. Auch männliche Rotluchse töten gelegentlich den Nachwuchs ihrer eigenen Art. Zu Kannibalismus kann es kommen, wenn Beutetiere rar sind. Insgesamt ist Kannibalismus jedoch selten und hat sehr wenig Einfluss auf die Populationsgröße.
Die wesentlichen Todesursachen für Rotluchse sind Krankheiten, Unfälle und die Bejagung durch den Menschen. Ähnlich wie beim Eurasischen Luchs verhungern auch viele Rotluchse. Dies gilt insbesondere für Jungtiere, nachdem sie sich von ihrem Muttertier getrennt haben und ihre Jagdtechniken noch perfektionieren. Von 10 ausgewachsenen Rotluchsen erleben in der Regel nur zwischen sechs und sieben das nächste Lebensjahr.
Rotluchse leiden unter einer Reihe von Ekto- und Endoparasiten. Zu den wichtigsten Ektoparasiten zählen Zecken und Flöhe. Zu den wesentlichen Endoparasiten zählt Toxoplasma gondii. Die einzelnen Populationen sind davon unterschiedlich stark befallen. In einzelnen Untersuchungen wurde jedoch eine Infektionsrate von 52 Prozent nachgewiesen. Die Milbenart Lynxacarus morlani konnte bislang nur bei Rotluchsen nachgewiesen haben. Es ist bislang nicht hinreichend geklärt, welchen Einfluss Parasiten und Krankheiten auf die Sterblichkeitsrate haben. Es ist aber denkbar, dass diese Faktoren einen gewichtigeren Einfluss auf die Überlebenswahrscheinlichkeit haben als Hunger, Unfälle und Bejagung.
Der Rotluchs wird in Anhang II der CITES-Vereinbarung geführt, was bedeutet, dass diese Art nicht vom Aussterben bedroht ist, aber dass sowohl die Bejagung dieser Tierart und der Handel mit ihr überwacht werden müssen. Sowohl in Kanada, den Vereinigten Staaten als auch Mexiko regulieren Bestimmungen die Jagd auf Rotluchse. In den Vereinigten Staaten als Hauptverbreitungsgebiet kommt der Rotluchs in einer Vielzahl von Gebieten vor, die unter Naturschutz stehen. Im Jahre 1988 schätzte der U.S. Fish and Wildlife Service die Anzahl der in den USA lebenden Rotluchse auf 700.000 bis 1.500.000. Seitdem haben sich sowohl die Bestandszahlen erhöht als auch das Verbreitungsgebiet ausgedehnt. Aus diesem Grund hat die USA den Antrag gestellt, diese Art nicht mehr im Anhang II der CITES-Vereinbarung zu führen. Auch die Bestandszahlen in Kanada und Mexiko scheinen stabil zu sein. Die IUCN führt die Art deshalb als nicht bedroht, weist aber darauf hin, dass aus dem südlichen Verbreitungsgebiet in Mexiko nur unzureichende Informationen über das Vorkommen von Rotluchsen vorliegt.
Obwohl der Rotluchs ursprünglich die gesamte Region des Mittleren Westens in den USA besiedelt hat, ist er heute in einigen Gebieten ausgestorben. Als vom Aussterben bedroht gilt er in Ohio, Indiana und Iowa. Dagegen haben sich die Bestände in Illinois so erholt, dass er seit 1999 nicht mehr auf der Liste der bedrohten Tierarten geführt wird. In Pennsylvania ist seit 1999 die Jagd auf den Rotluchs wieder erlaubt. In New Jersey kam es zu starken Bestandseinbrüchen bereits am Beginn des 20. Jahrhunderts, als die zunehmende Industrialisierung und landwirtschaftliche Erschließung dieses Bundesstaates zu einer zunehmenden Fragmentierung seines Lebensraumes führten. Seit 1991 wird die Art dort als bedroht geführt. L. rufus escuinipae, eine in Mexiko beheimatete Unterart, wurde eine Zeitlang vom U.S. Fish and Wildlife Service als vom Aussterben bedroht eingeordnet. Im Jahre 2005 kam die Behörde jedoch zu der Ansicht, dass diese Einordnung nicht mehr gerechtfertigt ist.