Vandrefalken eter i hovedsak andre fugler som den fanger i luften eller på bakken, av og til også på grunner i vann. Av og til fanger og eter den også mindre pattedyr, inkludert flaggermus, mus, rotter, vånd, kanin og lignende. Arten fanger og eter dessuten insekter og reptiler og av og til også fisk. På den nordlige halvkule er det kjent at arten jakter på mer enn 300 ulike arter. I hovedsak jakter hunner på større bytter (fugler på typisk ) enn hanner (fugler på typisk ). En vandrefalk av ukjent kjønn ble observert da den drepte ei (hunnkjønn) kanadagås på cirka .