Graureiher sind fleischfressende Vögel, die sich hauptsächlich von Fischen, Amphibien und kleinen Säugetieren ernähren. Sie fressen typischerweise etwa 10 % ihres Körpergewichts pro Tag. Bei einem adulten Graureiher von ca. 2 kg (4,4 lbs) sind das rund 200 g (7 oz) Nahrung täglich. Die Ernährung variiert je nach Nahrungsverfügbarkeit im Lebensraum.
Graureiher nutzen verschiedene Jagdtechniken: regungslos in flachem Wasser stehen und auf Beute warten, oder aktiv in Feuchtgebieten, Grasland und Flachwasser pirschen. Sie haben lange Beine und scharfe Schnäbel zum Ergreifen und Töten der Beute. Beute wird ganz geschluckt; das Verdauungssystem verarbeitet Knochen, Federn und andere unverdauliche Materialien.