Las técnicas de caza de la especie varían según la región en la que habitan, la especie cazada y el tipo de orca; pueden hacerlo en forma individual o en equipo.
Para matar cetáceos grandes lo hacen en ataques coordinados entre varios individuos, en los cuales la presa es embestida y mordida repetidamente en las aletas pectorales y caudales, flancos, dorso y cabeza, cayendo finalmente rendida por la pérdida de sangre.
En las islas Crozet, al sur del océano Índico, su presa principal son los pingüinos emperadores (Aptenodytes forsteri). Para cazarlos los persiguen desde aguas profundas atrapándolos justo en el momento que arriban a la costa, cuando la velocidad de los pingüinos disminuye drásticamente. Esta técnica es peligrosa para las orcas, debido a que si cometen un error en el rompiente pueden quedar varadas.
En los fiordos de la península Escandinava su dieta se basa en arenque (Clupea). La principal técnica para atraparlos se basa en la cooperación. Lo hacen nadando en pequeños grupos alrededor de los bancos conduciéndolos a la superficie para acorralarlos e impedirles la escapatoria, posteriormente algunas nadan boca arriba luciendo sus vientres blancos y emitiendo vocalizaciones intensas para amontonarlos, y por último propinan fuertes coletazos, produciendo con ello sonidos de tal frecuencia, que dejan a las presas indefensas.
Otra técnica, documentada en la Antártida, consiste en arrojar al agua a las focas que descansan en pequeños icebergs o placas de hielo. Para ello, varias orcas nadan en formación cerrada hacia el objetivo provocando olas que inclina el bloque de hielo haciendo resbalar a la presa.