De grijze zandbij leeft vooral in zandgrond in heide, bos of zandputten, in open plekken nabij dijken en rivieren.

Het leefgebied is steeds in de omgeving van wilgen; deze bevinden zich gemiddeld in een straal van 250 meter eromheen.

In maart zijn de eerste mannetjes bijen waar te nemen.

Ze worden een paar dagen voor de vrouwtjes actief.

Op zoek naar vrouwtjes vliegen ze laag over de grond.

Als een vrouwtje verschijnt, vliegen ze ernaartoe en proberen soms meerdere mannetjes tegelijk ermee te paren.

De enige functie van de mannetjes is paren. Nadien sterven ze dan ook.

 

De vrouwtjes graven dan een nest met aan het eind 6 tot 10 broedcellen.

Na het uitgraven van een broedcel gaat ze op zoek naar wilgenstuifmeel en nectar.

Iedere keer dat ze het nest verlaat, sluit ze het af met zand.

Het stuifmeel brengt ze mee als dikke gele bollen aan haar achterpoten en het nectar in de krop.

In het nest kneedt ze van het stuifmeel en nectar een bolletje. Daarop legt ze een eitje.

Zodra de broedcellen gevuld zijn, stopt ze met werken en sterft ook zij.

De volwassen dieren leven dus minder dan een jaar.

 

Het vrouwtje wordt 13 tot 15 mm lang. Het mannetje is kleiner en wordt 10 mm. 

De bij is zwart met een egaal lichtgrijze, donzige beharing over het gehele borststuk en kop.

Het achterlijf is kaal en zwartglanzend.

Het mannetje, dat duidelijk kleiner is dan het vrouwtje, lijkt een witte snor te hebben.

 

De bij heeft een vrij korte tong en bezit verzamelharen voor het stuifmeeltransport aan de achterpoten. 

De soort vliegt van maart tot en met mei, met de piek halverwege april.

Vanaf de tweede helft van mei worden ze niet meer waargenomen.

Als voedsel wordt stuifmeel van de wilg gebruikt; de zandbij is een soortspecifieke specialist.

De vliegperiode is dan ook beperkt tot de bloeitijd van de wilgen.