La ballena asesina es un depredador de nivel superior y no tiene enemigos naturales. Sin embargo, las ballenas asesinas enfermas o heridas pueden ser presa de otros depredadores del nivel superior del mar.
Aunque la ballena asesina rara vez es presa, se alimenta de muchos otros animales, incluidos peces, leones marinos, calamares, delfines, pingüinos, marsopas y focas. También se sabe que la ballena asesina se alimenta de ballenas grandes, incluida la ballena azul. Nunca ha habido un caso conocido de una ballena asesina que se haya llevado una vida humana.
Las ballenas asesinas cazan cooperativamente dentro de las vainas. También se han documentado casos de ballenas asesinas que se deslizan en playas en busca de presas.