Les dauphins sont des prédateurs actifs et opportunistes qui se nourrissent de nombreux types de poissons, de calmars et de crustacés. Leur régime alimentaire varie en fonction de ce qui est géographiquement disponible. Les poissons et les calmars sont des aliments de base pour les dauphins du large, et les dauphins côtiers dépendent principalement des poissons et des invertébrés benthiques.
Les grands dauphins adultes ont tendance à manger 4 à 6 pour cent de leur poids corporel total par jour. Une mère qui allaite peut prendre jusqu'à 8 pour cent. Au lieu de mâcher leur proie, les dauphins frottent ou secouent de gros poissons au fond de l'océan afin d'en briser des morceaux de taille appropriée. Ils ont des estomacs compartimentés, ce qui les aide à digérer les aliments très rapidement.
Les dauphins sont des chasseurs très intelligents. Il est courant qu'ils suivent des bateaux de pêche commerciale, mangeant du poisson ou des crevettes qui sont rejetés. Ils chassent souvent en coopération, rassemblant des bancs de poissons puis se nourrissant à tour de rôle de la masse condensée. Ils chassent également les poissons individuellement lorsque l'occasion se présente.
Certaines espèces de dauphins font sortir les poissons de l'eau avec leurs nageoires avant d'attaquer les proies assommées. Certaines espèces rendent leurs proies vulnérables en les poussant sur une plage. Des dauphins du large ont été trouvés avec des poissons d'eau profonde dans leur estomac, ce qui prouve qu'ils peuvent plonger à plus de 1 600 pieds.
