Le Tyrannosaurus rex se nourrissait principalement de dinosaures herbivores, dont l'Edmontosaurus et le Triceratops. Des études suggèrent que le Tyrannosaurus rex pratiquait également le cannibalisme. Les paléontologues pensent que si deux dinosaures Tyrannosaurus rex se battaient jusqu'à la mort, le gagnant mangerait le perdant, d'après les marques de morsure trouvées sur les os du Tyrannosaurus.
Les paléontologues ne sont pas d'accord pour savoir si le Tyrannosaurus rex était plutôt un chasseur ou un charognard. La vision binoculaire du Tyrannosaurus rex, un trait que l'on trouve principalement chez les prédateurs du règne animal moderne, indique qu'il s'agissait bien d'un chasseur. De plus, des marques de morsure guéries dans d'autres fossiles de dinosaures indiquent que le tyrannosaure a agressé des proies vivantes. Une étude de 2007 a déterminé que le Tyrannosaurus rex atteignait une vitesse de course maximale de 18 miles par heure, plus rapidement que la plupart des plus petits dinosaures sur lesquels le Tyrannosaurus s'attaquait.
Cependant, les scientifiques pensent que, contrairement aux carnivores d'aujourd'hui, le Tyrannosaurus rex ne chassait pas en meute. C'était un chasseur solitaire qui n'aimait pas partager sa nourriture. Certains paléontologues pensent que cela rendait difficile pour le tyrannosaure de trouver suffisamment de nourriture pour survivre, et aussi que cela rendait les dinosaures vulnérables, les forçant à devenir des charognards. Cette théorie soutient l'idée que non seulement le tyrannosaure dépendait de proies vivantes, mais qu'il se régalait également de nourriture déjà morte.
