Lwy morskie to oportunistyczne drapieżniki żywiące się głównie rybami, męczakami i innymi zwierzętami morskimi. Konkretne gatunki ryb zależą od lokalizacji i dostępności ofiar.
Typowe ofiary to: śledzie, makrele, sardynki, Sardinie, męczaki, treska, mintaj, merłuz, płotka, łosoś. Lwy morskie polują, nurkując pod wodą i goniąc ofiary, używając potężnych szczęk do łapania i połykania.
Jako ważne drapieżniki morskie, lwy morskie pomagają kontrolować populacje ryb i przyczyniają się do cyklowania składników odżywczych w ekosystemach oceanicznych.