Riesenhaie sind Planktonfresser. Favorit auf dem Speiseplan sind die bis zu knapp 3 mm großen Krebstierchen der Art Calanus helgolandicus. Mit weit aufgesperrtem Maul schwimmen sie durchs oberflächennahe Wasser und seihen die Beute durch ihre Kiemenreusen. Anders als Walhaie sind sie passive Filtrierer und lassen das Wasser einströmen, anstatt es anzusaugen. Pro Stunde können sie auf diese Weise 1,5 Millionen Liter Wasser durchseihen. Die Kiemenreusen werden regelmäßig abgeworfen und erneuert.