Dzięcioły małe mają zróżnicowaną dietę. Jedzą owady: chrząszcze, larwy wiercące w drewnie, gąsienice, motyle, mrówki, koniki polne, muchy, osy, pająki, wielonóżki i stożonóżki. Spożywają też owoce i jagody: bez czarny, borówki, maliny, jabłka, gruszki, tarczyca, wrzosowce, jarzębina i czeremcha. Orzechy i nasiona: nasiona słonecznika, orzeszki ziemne, żołędzie, bukiew i orzechy kokosowe. Zimą czasem piją sok z drzew.