小头睡鲨为顶级掠食者，多以鱼类为食，但其狩猎行为却从未被观察到。所记录到的猎物种类包括小型鲨鱼、鳐、鳗、大西洋鲱、毛鳞鱼、北极红点鲑、鳕鱼、金平鲉、杜父鱼、圆鳍鱼、及鲽。也曾在小头睡鲨的胃中发现到海豹、北极熊、驼鹿、及（一头完整的）驯鹿。小头睡鲨也是食腐动物，会被水中腐肉的气味吸引而来，时常能发现于渔船附近徘徊，牠们也曾发现会啃食海豹尸体。虽然像小头睡鲨如此大型的鲨鱼可以轻易吞食人类，但由于牠们栖息于寒冷的水域中导致鲜少有机会接触人类，目前并没有任何攻击人类的纪录。
其他行为.