Kupu-kupu dalam peringkat telur, beluncas mahupun kepompong berdepan dengan ancaman parasit dan juga pemangsa, serta penyakit dan faktor persekitaran di semua peringkat dalam kitaran hidup. Ia melindungi dirinya dengan pelbagai cara.

Kupu-kupu biasa menggunakan pertahanan kimia yang lazimnya berasaskan bahan kimia yang berasal daripada tumbuhan. Selalunya, tumbuhan itu mengembangkan bahan-bahan toksik ini sebagai perlindungan daripada haiwan maun. Kupu-kupu pula mengembangkan mekanisme untuk mengasingkan toksin-toksin tumbuhan ini lalu menggunakannya untuk pertahanan sendiri.[46] Mekanisme pertahanan ini hanya berkesan jika ia diperlihatkan dengan betul, maka ini membawa kepada evolusi warna-warna terang pada kupu-kupu yang tidak sedap dimakan. Isyarat ini boleh dimimik oleh kupu-kupu lain. Bentuk mengajuk ini lazimnya terhad kepada yang betina.

Pewarnaan kripta juga terdapat pada kebanyakan kupu-kupu, misalnya kupu-kupu Kallima yang terkenal kerana meniru rupa daun.[47] Kebanyakan spesies dalam bentuk beluncas mempertahankan diri dengan berhenti bergerak dan menyamar sebagai ranting atau dahan. Sesetengah beluncas Papilionidae menyerupai tahi burung pada instar-instar terawal. Sesetengah beluncas juga mempunyai bulu-bulu dan anggota kejur sebagai alat perlindungan, dan ada juga yang hidup secara berkelompok dan membentuk kumpulan besar. Sesetengah spesies beluncas juga bersekutu dengan semut demi perlindungan.

Kupu-kupu mengamalkan pertahanan tabii seperti bertenggek dan menjaga posisi kepak supaya tidak mudah kelihatan. Sesetengah kupu-kupu Nymphalidae betina diketahui menjaga telurnya daripada ancaman penyengat parasit.[48]

Bintik mata dan ekor terdapat pada kebanyakan kupu-kupu Lycaenidae dan adalah disangka bahawa fungsinya adalah untuk mengalih perhatian pemangsa dari kepalanya. Juga diusulkan bahawa ciri-ciri ini menyebabkan pemangsa hendap seperti labah-labah untuk datang dekat dari hujung yang salah supaya mudah dikesan awal.[49]

Kepak belakang kupu-kupu juga disangka membolehkannya untuk membuat belokan yang cepat dan kuat untuk melarikan diri dari pemangsa.[50]