Cachalotes são carnívoros dedicados, cuja dieta é essencialmente composta de toda a carne de vários animais oceânicos. Cerca de 80 por cento da dieta do cachalote é composta de lulas gigantes, com os restantes 20 por cento de uma mistura eclética de peixes, crustáceos e tubarões. Embora a dieta do cachalote possa ser estabelecida com alguma certeza examinando seu conteúdo estomacal, o animal caça em profundidades extremas e, como tal (desde 2014), seus encontros com lulas gigantes nunca foram observados diretamente.
Cachalotes mergulham fundo para se alimentar. As cachalotes fêmeas são conhecidas por mergulharem até um quilômetro abaixo da superfície, e os machos mergulham ainda mais fundo em busca de presas. Eles podem permanecer submersos por até uma hora enquanto caçam. A luz do sol não penetra na profundidade em que os cachalotes caçam, então eles provavelmente não usam seus olhos desproporcionalmente pequenos. Eles, no entanto, têm um senso aguçado de ecolocalização que funciona para isolar presas na escuridão total. Cachalotes cegos, porém saudáveis, foram capturados, o que sugere que a visão é de importância secundária para as baleias na coleta de alimentos.
Embora o comportamento de caça dos cachalotes nunca tenha sido observado diretamente, muitas baleias foram capturadas ou encalhadas com grandes cicatrizes circulares em seus corpos. Isso implica que a lula que eles comem luta e luta até a morte.
