Los tiburones blancos difieren bastante de ser simples «máquinas de matar», como sostiene la imagen popular (leyenda urbana) que se tiene de ellos. Para poder capturar los grandes mamíferos marinos que constituyen la base de la dieta de los adultos, los tiburones blancos practican una característica emboscada: se sitúan a varios metros bajo la presa, que nada en la superficie o cerca de ella, usando el color oscuro de su dorso como camuflaje con el fondo y volviéndose así invisibles a sus víctimas. Cuando llega el momento de atacar, avanzan rápidamente hacia arriba con potentes movimientos de la cola y abren las mandíbulas. El impacto suele llegar en el vientre, donde el tiburón aferra fuertemente a la víctima: si ésta es pequeña, como un león marino, la mata en el acto y posteriormente la engulle entera. Si es más grande, arranca un gran trozo de la misma que ingiere entero, ya que sus dientes no le permiten masticar. La presa puede quedar entonces muerta o moribunda, y el tiburón volverá a alimentarse de ella arrancando un pedazo detrás de otro. Excitados por la presencia de sangre, la zona se llenará pronto de otros tiburones. En algunas zonas del Pacífico, los tiburones blancos arremeten con tanta fuerza a las focas y leones marinos que se elevan un par de metros sobre el nivel del agua con su presa entre las mandíbulas, antes de volver a zambullirse.

La alimentación del tiburón blanco en el mediterráneo se basa principalmente en el atún rojo, emperadores, tortugas marinas, cetáceos y la foca monje; esta última prácticamente extinta del mediterráneo occidental. De hecho en España, su exterminio fue paralelo al desarrollo turístico; era inviable ofertar a principios del siglo XX, turismo de sol y playa, y al mismo tiempo proteger la foca monje y controlar el número de tiburones blancos. Los ataques del tiburón blanco al hombre en el Mediterráneo actualmente son extraños, alejados de la costa y a profundidad, no así años atrás. La mayoría de los ataques ocurren durante el amanecer o bien en el atardecer, pues es en este momento cuando las profundidades no se pueden vislumbrar de manera adecuada. Sólo se aprecia la superficie, pues los rayos del Sol en ese momento aún son débiles para penetrar en las profundidades, lo que le proporciona una ventaja al tiburón para atacar a su presa sin ser percibido. Esta especie también consume carroña, especialmente la que procede de cadáveres de ballena a la deriva, de los que arrancan grandes pedazos. Cerca de las costas, los tiburones blancos consumen grandes cantidades de objetos flotantes por error: en sus estómagos se han llegado a encontrar incluso matrículas de automóvil.