Les hérons gris sont des oiseaux carnivores qui se nourrissent principalement de poissons, d'amphibiens et de petits mammifères. Ils mangent généralement environ 10% de leur poids corporel par jour, qui pour un héron gris adulte pesant environ 2 kilogrammes (4,4 livres), serait d'environ 200 grammes (7 onces) de nourriture par jour. Leur alimentation peut varier en fonction de la disponibilité des sources alimentaires dans leur environnement.
Les hérons gris emploient diverses techniques de chasse, comme se tenir debout dans les eaux peu profondes et attendre que les proies se rapprochent, ou traquant activement leurs proies dans les zones humides, les prairies et les eaux peu profondes. Ils ont de longues jambes et des becs tranchants qu'ils utilisent pour capturer et tuer leur proie. Ils avalent leur proie entière, et leur système digestif est adapté pour traiter les os, les plumes et d'autres matériaux indigestibles.