В конце плейстоцена и начале голоцена тилацин водился в материковой Австралии, а также на острове Новая Гвинея. Однако не менее 3 000 лет назад он был вытеснен отсюда собаками динго, завезёнными переселенцами-аборигенами. В историческое время тилацин известен только на острове Тасмания, где не водились динго. В XVIII и начале XIX вв. сумчатый волк был широко распространён и многочисленнен на Тасмании, пока в 30-х гг. XIX века не началось массовое истребление этого зверя, которого посчитали врагом разводимых фермерами овец, по большей части ошибочно. Он также разорял птичники и поедал дичь, попавшуюся в капканы. О невероятной свирепости и кровожадности тилацинов ходили легенды, которые мало соответствовали действительности.
Как следствие бесконтрольного отстрела и отлова, к 1863 г. тилацины сохранились только в труднодоступных горных и лесных районах Тасмании. Катастрофическое падение его численности произошло в начале XX в., когда в Тасмании разразилась эпизоотия какой-то болезни, вероятно, собачьей чумы, занесённой привозными собаками. Тилацины оказались ей подвержены, и к 1914 г. их остались считанные единицы. Однако даже в 1928 г., когда был принят закон об охране фауны Тасмании, тилацин оказался не внесён в число охраняемых видов. Последний дикий тилацин был убит 13 мая 1930 года, а в 1936 г. в частном зоопарке в Хобарте умер от старости последний тилацин, содержавшийся в неволе. Запрет на их добычу был введен только в 1938 г., а в 1966 г. на юго-западе острова, в гористом районе у озера Сент-Клэр, был организован заказник площадью в 647 000 га, треть которого позднее преобразовали в национальный парк. В течение последующих лет были зарегистрированы случаи встреч с сумчатым волком, однако ни один из них не получил достоверного подтверждения. Случаи поимки сумчатого волка неизвестны, а предпринимавшиеся попытки его отыскать не увенчались успехом. В марте 2005 г. австралийский журнал The Bulletin предложил $1,25 млн награды тому, кто поймает живого тилацина, но безуспешно.
Тилацин был самым крупным из хищных сумчатых. Сходство его облика и повадок с волчьими — пример конвергентной эволюции, а от ближайших родственников, хищных сумчатых, он резко отличался и размерами, и формой тела. В длину тилацин достигал 100—130 см, вместе с хвостом 150—180 см; высота в плечах — 60 см, вес — 20—25 кг. Внешне тилацин напоминал собаку — туловище у него было удлинённое, конечности пальцеходящими. Череп сумчатого волка также напоминал собачий и по размерам мог превышать череп взрослого динго. Однако толстый у основания и тонкий на конце хвост и согнутые задние лапы напоминали о сумчатом происхождении этого хищника. Волосяной покров у тилацина короткий, густой и грубый, с серо-жёлто-бурой спиной, покрытой 13-19 тёмно-бурыми поперечными полосами, идущими от плеч до основания хвоста, и с более светлым брюхом. Морда — серая, с размытыми белыми отметинами вокруг глаз. Уши — короткие, закруглённые, стоячие.Удлиненная пасть могла открываться очень широко, на 120 градусов: когда животное зевало, его челюсти образовывали почти прямую линию. Изогнутые задние лапы делали возможной специфическую скачущую походку и даже прыжки на носках, похожие на прыжки кенгуру. Сумка тилацина, подобно сумке тасманского дьявола, была образована складкой кожи, открывавшейся назад и прикрывающей две пары сосков.
Изначально обитатель негустых лесов и травянистых равнин, тилацин был вытеснен людьми в дождевые леса и в горы, где обычным убежищем ему служили норы под корнями деревьев, дупла упавших деревьев и скалистые пещеры. Вел ночной образ жизни, однако иногда его замечали гревшимся на солнце. Образ жизни был одиночный, иногда для охоты собирались пары или небольшие семейные группы. Питался тилацин средними и крупными наземными позвоночными — валлаби, мелкими сумчатыми, ехиднами, птицами и ящерицами. После завоза на Тасманию овец и домашних птиц они тоже стали добычей сумчатого волка. Часто поедал животных, попавших в капканы; поэтому его самого успешно ловили капканами. По разным версиям, тилацин или подстерегал добычу в засаде, или неторопливо преследовал добычу, доводя её до изнеможения. К недоеденной добыче тилацин никогда не возвращался, чем пользовались более мелкие хищники, вроде сумчатых куниц. Голос сумчатого волка на охоте напоминал кашляющий лай, глухой, гортанный и пронзительный. На человека тилацины никогда не нападали и обычно избегали встречи с ним. Взрослые сумчатые волки приручались плохо; но молодые неплохо жили в неволе, если им давали, кроме мяса, и живую добычу.
У тилацина не было определённого сезона размножения, однако большинство детёнышей рождалось в декабре—марте. Плодовитость была слабая — 2—3 детёныша, которые через 2.5-3 месяца покидали сумку матери, хотя оставались с ней до возраста 9 месяцев. В неволе тилацины не размножались. Продолжительность жизни в неволе составляла более 8 лет. В 1999 г. Национальный австралийский музей в Сиднее объявил о начале проекта по созданию клона сумчатого волка с использованием ДНК щенков этого животного, которые сохранились в музее в заспиртованном виде. В конце 2002 г. ДНК удалось извлечь, однако образцы оказались повреждены и непригодны для использования. 15 февраля 2005 г. было объявлено о приостановке проекта. Однако в мае 2008 года учёным все же удалось заставить один из генов тилацина работать в мышином эмбрионе. Источником генетического материала послужил заспиртованный детеныш этого сумчатого хищника, который более ста лет хранится в сиднейском музее. В отличие от несомненно уничтоженной фолклендской лисицы, сумчатый волк, возможно, выжил в глухих лесах Тасмании. Время от времени появляются сообщения об обнаружении этого вида. Однако ни одна особь не была поймана или хотя бы сфотографирована.
