Рацион мегалодона был разнообразным. Молодые мегалодоны охотились на всё, что движется, переходя с увеличением размеров на морских млекопитающих. Также, как и современные акулы, он мог поживиться и падалью. В 2025 году исследования на основе анализа минерального состава зубов мегалодона показали, что его рацион был более разнообразным, чем считалось ранее, и зависел от доступности источников пищи в различных регионах.