Китовая акула питается в основном планктоном, но так же поедается и мелкая стайная рыба, например анчоусы, сардины, скумбриевые и даже мелкие тунцы. Присутствие китовых акул нередко служит для рыбаков признаком наличия промысловой рыбы, например, тунца — как правило, китовые акулы держатся там, где есть большое количество планктона и, следовательно, питающихся им других рыб.