Los lobos se alimentan principalmente de ungulados de medio y gran tamaño, incluyendo ovejas, cabras, rebecos, cerdos, ciervos, antílopes, renos, caballos, alces, yaks y bisontes. Otras presas incluyen mamíferos marinos como las focas y ballenas varadas. El canibalismo entre los lobos ha sido documentado en tiempos de escasez de alimentos. Los lobos solitarios dependen más de animales pequeños que pueden cazar saltando encima de ellos y sujetándolos con sus patas delanteras, aunque se han documentado casos de lobos solitarios que han cazado animales de gran tamaño sin ninguna ayuda. Algunas manadas de Alaska y el oeste de Canadá han sido vistas alimentándose de salmón.​
También cazan roedores, aves y otros animales pequeños. Un solo lobo puede comer entre 3,2 a 3,5 kilos de comida de una vez, aunque pueden llegar a comer 13 a 15 kg cuando están hambrientos. El alimento anual requerido es de alrededor de 1,5 toneladas de carne. Pueden sobrevivir largos períodos sin probar bocado. El caso extremo lo muestra un registro ruso que afirma que un ejemplar sobrevivió 17 días sin alimento. Estudios han mostrado que dos semanas sin alimento no debilitan la actividad muscular del lobo. Después de comer, los lobos ingerirán copiosas cantidades de agua para prevenir problemas urémicos. El estómago de un lobo puede albergar 7,5 litros de agua.