Szare wilki wydają się być oportunistycznymi karmicielami, ale głównie polują na jelenie, karibu, łosie, łosie, żubry, owce i inne średnie i duże ssaki. Ich dieta jest różna w zależności od tego, co jest dostępne . Szare wilki zazwyczaj polują również na małe ssaki (takie jak gryzonie), gady, ptaki, ryby i duże owady. W razie potrzeby szare wilki wykorzystują owoce i warzywa do uzupełnienia pożywienia.
Szare wilki zazwyczaj polują w paczkach od sześciu do dziesięciu wilków. Polowanie na spółdzielnie pozwala im skutecznie zabijać duże zwierzęta. Pakiety szarego wilka mogą przejechać ponad 12 mil dziennie, aby znaleźć pożywienie. Podczas jednej sesji karmienia, szare wilki mogą zjeść 20 funtów jedzenia. Jedzą, dopóki nie zostaną całkowicie nasycone. Poza polowaniami również psują martwe zwierzęta. Na obszarach zamieszkanych przez ludzi wiele wilków szarego żyje w zwierzętach i śmieciach. Szare wilki również żerowały na ludziach, choć rzadko.
Aby przygotować się na jesień i zimę, kiedy jedzenie nie jest tak łatwo dostępne, szare wilki ze stałym zapasem żywności przechowują tłuszcz w różnych obszarach ciała. Są zdolne do licznych karmień przez cały dzień, ponieważ proces trawienia trwa tylko kilka godzin. To pozwala im spożywać duże ilości mięsa bez marnowania go. Szare wilki często jedzą melony, jagody, jabłka i gruszki w okresie wegetacji owoców.
