Οι γκρι φάλαινες ενηλίκων τροφοδοτούν κυρίως μικροσκοπικά καρκινοειδή που ονομάζονται Krill και άλλα μικρά ασπόνδυλα όπως Amphipods και copepods . Τρώνε επίσης μερικά μικρά ψάρια.
Για να βρουν το φαγητό τους, οι γκρίζες φάλαινες χρησιμοποιούν μια τεχνική που ονομάζεται λάσπη-plugging . Σχεδιάζουν μεγάλες ποσότητες ιζημάτων από το δάπεδο του ωκεανού, χρησιμοποιώντας τις πλάκες τους για να φιλτράρουν τα σωματίδια τροφίμων και να εκδιώξουν τη λάσπη και το νερό.