Sokole wędrowne to drapieżne ptaki mięsożerne. Ich dieta to głównie ptaki średniej wielkości: gołębie, turzyce, kaczki, ptaki błotne, piewaki. Sporadycznie łapią małe ssaki (gryzony, nietoperze), owady, gady. Wielkość ofiary zależy od wielkości sokola – mniejsze osobniki polują na mniejsze ptaki/bezkręgowce, większe potrafią zrzucić większe ptaki i ssaki. Zdarza się, że atakują inne drapieżniki (mniejsze jastrzębie, kestrel). Typowe polowanie: lot na wysokości, gwałtowny piqué (stożkowy nurk), uderzenie pazurami.