Galapagos delfíni se živí převážně na malých pelagických rybách, jako jsou sardinky, ančovičky a makrely. Je známo, že loví kooperativně pomocí koordinovaného skupinového úsilí obklopit a zajímat školy ryb. Je také známo, že delfíny Galapagos živí chobotnici a korýši a občas mohou konzumovat benthické organismy, jako jsou mořské okurky a malé ryby žijící na dně. Kromě toho byly pozorovány krmení mořskými savci, včetně pečetí a lachtanů, ale tyto případy jsou relativně vzácné. Galapagos delfíni jsou oportunní predátoři, přizpůsobují své lovecké techniky a stravu dostupné kořisti v jejich prostředí.
