La dieta di un falco pellegrino consiste principalmente di piccoli uccelli, come piccioni, storni, colombe, ghiandaie, uccelli costieri, uccelli canori e uccelli acquatici. Tuttavia, i falchi pellegrini abitano in sei continenti e vivono sia in ambiente rurale che urbano ambienti, così si adattano rapidamente alla cattura di altri tipi di animali, tra cui rettili, insetti, pipistrelli, pesci e roditori.
Nonostante le loro versatili abilità, i falchi pellegrini di solito perfezionano le loro abilità di caccia per colpire specifiche specie localizzate, come i piccioni nelle città e gli uccelli marini vicino alle città costiere. Scansionano la preda trovando alberi ad alto fusto, scogliere, ponti, edifici e persino navi per posarsi e nidificare. Dopo aver individuato una preda adatta, i falchi volano in alto e si lanciano verso i loro bersagli in una rapida immersione. Posizionano le ali vicino ai loro corpi per guadagnare velocità, viaggiando veloce come 200 mph. Successivamente, i falconi usano i loro artigli per afferrare la preda a mezz'aria e possono immediatamente disarmare gli animali rompendogli il collo.
I falchi pellegrini possono anche volare basso a terra o innaffiare per catturare roditori, rettili e pesci. Quando non hanno il tempo o il punto di osservazione per pianificare un attacco completo, i falconi inseguono aggressivamente altri uccelli in volo nella speranza di stancare la loro preda. I falchi hanno l'agilità aerea per ramificare gli uccelli più piccoli dall'aria o cambiare rapidamente direzione mentre volano per uccidere le prede dal basso. Mentre in genere trasportano prede più grandi al suolo o un trespolo per rimuovere le penne, i falconi possono facilmente consumare un piccolo uccello a mezz'aria.
