Malgré sa force et l'acuité de ses sens, le tigre de Sibérie doit passer beaucoup de temps à la chasse et ne réussit à tuer qu'une fois sur dix. Il chasse essentiellement les cervidés et les sangliers, mais il peut également nager pour pêcher du poisson. La morphologie du tigre de Sibérie est adaptée aux grosses proies telles que les buffles, les cerfs, les élans,les  bisons et les cochons sauvages. Quand il le peut, le tigre choisit d’attaquer des animaux jeunes, vieux ou boiteux, qui auront moins de réflexes et seront moins rapides, afin de faciliter l’attaque.
Il approche à environ 10-25m de sa proie avant de bondir pour saisir l'animal à la nuque, les pattes postérieures plantées au sol. Les petites proies sont tuées par la morsure à la nuque, mais les grosses proies sont renversées au sol et étouffées par une  morsure à la gorge. Il chasse à l’affût et à l’approche, préférant tendre une embuscade plutôt que de poursuivre sa proie.