De la misma manera que los felinos modernos, el tigre dientes de sable era un animal carnívoro y habría sido el depredador más dominante en su entorno.

Los grandes animales herbívoros como el venado y el bisonte habrían sido la presa más común del tigre dientes de sable, aunque su dieta exacta es desconocida.

Se cree que los seres humanos son la causa más probable de la desaparición de este enorme felino. Se han encontrado más de 2.000 esqueletos de tigres dientes de sable en pozos de alquitrán cerca de Los Ángeles.