I leoni marini sono animali carnivori che si nutrono di calamari e polpi. Mangiano anche grandi quantità di pesce, tra cui sardine, acciughe, aringhe, salmone, pompano e sgombro.
Il pesce è la fonte primaria di cibo per i leoni marini. I leoni marini mangiano anche granchi e vongole. La dieta esatta del leone marino varia a seconda di quali fonti di cibo sono abbondanti. Spesso cacciano vicino alla riva quando c'è una quantità adeguata di prede. Tuttavia, si spostano in zone più lontane dalla costa per trovare più cibo quando necessario, anche se questo aumenta il rischio di essere mangiati da balene e squali.
Quando le fonti alimentari sono estremamente scarse, i leoni marini possono nutrirsi dei loro piccoli per sopravvivere. I ricercatori ritengono che il consumo di altri leoni marini sia un istinto naturale che aiuta a controllare la popolazione della specie, in particolare in caso di scarsità di cibo.
Quando i leoni marini catturano la loro preda, inghiottono il cibo senza masticarlo. Tuttavia, usano da 34 a 38 denti per strappare grandi parti della loro preda che sono difficili da ingoiare. Usano anche i loro denti per rompere i gusci delle vongole e mangiare il cibo morbido all'interno. I leoni marini spesso girano la loro preda molte volte finché non trovano la giusta posizione per digerire facilmente il cibo.