虎鲸猎食的对象主要是各种海洋兽类，如海豚、海狮、海象等，有时也捕食乌贼和鳕鱼、鲆鱼、鲭鱼、沙丁鱼等各种海洋鱼类，虎鲸是凶猛的，海洋中的露脊鲸、长须鲸、座头鲸、灰鲸、蓝鲸等大型鲸类也都对其十分畏惧。

据了解虎鲸捕食是趁海洋生物游泳横渡水道时伺机捕食甚至还会利用涨潮冲到海岸边，捕捉来不及逃走的海豹企鹅，对于大型猎物，虎鲸显然需要合作以袭击并制服大型猎物，但它们也会合力将鱼群集中成一个大球，然后轮流钻入取食。

虎鲸也会偷吃延绳钓渔船上钩的鱼获，或吃食渔民丢弃的下杂鱼等，它们似乎会选择性的咬食须鲸的舌头，其猎物可能深受对虎鲸的恐惧所影响，当虎鲸出现时鳍脚类动物会逃往陆地或冰上，鲸豚则会游入浅水域或藏匿于浮冰的裂隙间。