يتغذى صقر الشاهين في الغالب على الطيور التي تصطادها أثناء الطيران، بما في ذلك أنواع مثل الحمام الوحشي، والحمام الخشبي، والطيور السوداء، والزرزور، والنوارس ذات الرؤوس السوداء وسوف يصطادون أحيانًا أيضًا الثدييات مثل الأرانب، وفي أوقات الظروف الجوية القاسية، يصطادون الجيف، ويصطاد صقر الشاهين إما بمطاردة فرائسه أو بالغطس عليها من ارتفاع كبير في حركة تسمى "الإنحناء"، ونظرًا لسرعته.
لا يهدف صقر الشاهين إلى الإمساك بفرائسه، بل يهدف إلى صعقه بضربة قبل الإمساك به وهو يسقط، وصقر الشاهين أثناء الصيد ينطلق بسرعة كبيرة لدرجة أن ضربة مباشرة يمكن أن تصيب فريسته، وإذا كانت الفريسة ثقيلة جدًا بحيث لا يمكن حملها، فسوف يتركها تسقط على الأرض ويأكلها هناك ويصطاد صقر الشاهين عند الفجر والغسق.