A tengeri oroszlánok alkalmasságuk szerinti ragadozók, amelyek elsősorban halakat, tintahalakat és más tengeri állatokat esznek. A konkrét halakfajták a helytől és a preda elérhetőségétől függenek.
Gyakori preda: herring, makréla, csirkehal, sardina, tintahal, torsk, pollock, hake, plateusza, lazac. A tengeri oroszlánok jellemzően merülve vadásznak, üldözték a prédát, és erős szájukkal fogják meg és fogyasztják.
Fontos tengeri ragadozókként a tengeri oroszlánok segítenek szabályozni a halpopulációkat, és hozzájárulnak a tápanyag-keringéshez az óceáni ökoszisztémákban.