Prehrana morskega leva se razlikuje glede na vrsto, lokacijo in letni čas. Na splošno morski levi jedo različne vrste rib, vključno s sledom, sardelami, sardoni in skušo. Jedo tudi lignje, hobotnice in rake, kot so kril in kozice. Nekateri morski levi lahko jedo tudi morske ptice in druge morske sesalce.
Morski levi običajno lovijo tako, da se potopijo v vodo in zasledujejo svoj plen pod vodo. Svoje močne plavuti uporabljajo za plavanje in svoj oster vid za iskanje plena. Morski levi so sposobni tudi dlje časa zadržati dih, kar jim omogoča potop v globino do nekaj sto metrov.
Količina hrane, ki jo morski lev poje, se razlikuje glede na velikost živali in količino energije, ki jo porabi. Velik odrasel morski lev lahko vsak dan poje do 10 % svoje telesne teže hrane.
Morski levi so pomemben del morskega ekosistema. Pomagajo nadzorovati populacije drugih morskih živali in igrajo vlogo pri kroženju hranil. Morski levi so tudi priljubljena turistična atrakcija, pogosto jih vidimo v živalskih vrtovih in akvarijih.