Питалась титанобоа преимущественно крупной рыбой . Исходя из строения её зубов, учёные полагают, что змея питалась преимущественно рыбой .
Охотилась титанобоа преимущественно в воде . Она использовала маскировку, погружаясь в илистую воду и затаиваясь на дне . Когда жертва приближалась к кромке воды, змея делала стремительный бросок, хватала добычу мощными челюстями, мгновенно переламывая ей кости .
Также есть предположения, что титанобоа могла охотиться на крокодилов, черепах и других змей меньших размеров . Некоторые теории допускают, что титанобоа нападала и на наземных животных, например, на ранних млекопитающих или птиц, зазевавшихся у воды .