Dieta sokoła wędrownego składa się głównie z mniejszych ptaków, takich jak gołębie, szpaki, gołębie, sójki, ptaki brzegowe, ptaki śpiewające i ptaki wodne. Jednak sokoły wędrowne zamieszkują sześć kontynentów i żyją zarówno na obszarach wiejskich, jak i miejskich. środowiska, więc szybko przystosowują się do łowienia innych gatunków zwierząt, w tym gadów, owadów, nietoperzy, ryb i gryzoni.
Pomimo ich wszechstronnych zdolności, sokoły wędrowne zwykle doskonalą swoje umiejętności łowieckie, aby atakować konkretne zlokalizowane gatunki, takie jak gołębie w miastach i ptaki morskie w pobliżu nadmorskich miast. Szukają ofiary, szukając wysokich drzew, klifów, mostów, budynków, a nawet statków, na których można siadać i gniazdować. Po wykryciu odpowiedniej ofiary, sokoły latają wysoko i kierują się w stronę swoich celów w szybkim nurkowaniu. Ustawiają swoje skrzydła blisko ciał, aby uzyskać prędkość, podróżując z prędkością nawet 200 mil na godzinę. Następnie sokoły używają szponów do chwytania zdobyczy w powietrzu i mogą natychmiast rozbroić zwierzęta, łamiąc im szyje.
Sokoły wędrowne mogą również latać nisko nad ziemią lub wodą, aby wyrwać gryzonie, gady i ryby. Kiedy nie mają czasu ani punktu obserwacyjnego, aby zaplanować dokładny atak, sokoły agresywnie ścigają inne ptaki w locie w nadziei, że zmęczą swoją zdobycz. Sokoły mają lotną zwinność, by wypędzić mniejsze ptaki z powietrza lub szybko zmienić kierunek podczas lotu, aby zabić zdobycz od dołu. Podczas gdy zwykle przenoszą większą zdobycz na ziemię lub grzędę, aby usunąć pióra, sokoły mogą z łatwością spożywać małego ptaka w powietrzu.