Spożycie pokarmu przez wilka szarego zależy od wieku, płci i aktywności. Średnio wilk zjada około 4,5 kg pokarmu dziennie, choć niektóre mogą zjeść do 9 kg, inne tylko 2,5 kg.
Większość diety to mięso, zwłaszcza kopytne: jeleń, łoś, moose, karibu. Jedzą też gryzonie, kroliki, ptaki, ryby i padlinę.
Wilki polują w stadatach po 6–12 osobników (zakres 2–30). Są skutecznymi łowcami (ok. 80% sukcesu), goniąc ofiarę do wyczerpania, by zabić ugryzieniem w gardło lub szyję.
Wilki regulują populacje zwierząt łownych i zaglądami padliny, odgrywając ważną rolę w ekosystemie.