Después de dormir boca arriba en la oscuridad todo el día, los murciélagos vampiro emergen cuando aparece la luna para cazar y buscar comida. A pesar de ser voladores increíblemente fuertes, el diseño de sus brazos y piernas significa que también pueden moverse en el suelo con sorprendente velocidad y agilidad.

Los murciélagos vampiros vuelan aproximadamente un metro por encima del suelo en busca de un animal de sangre caliente, y una vez encontrados, aterrizan cerca de él. El murciélago vampiro luego se arrastra hasta su víctima generalmente dormida, antes de morderlo y alimentarse de su sangre.

Estos murciélagos tienden a ser cazadores solitarios, pero permanecen juntos en colonias que generalmente contienen alrededor de 100 individuos, con machos alfa y sus harenes de alrededor de 6 hembras con sus crías.

Los murciélagos vampiro se aparean durante todo el año y se sabe que tienen un período de gestación bastante largo en comparación con otras especies de pequeños murciélagos tropicales. Después de 3 o 4 meses, la hembra da a luz a un bebé que cuida hasta que se desteta entre los 3 y 5 meses de edad (los bebés de murciélagos nacidos en cautiverio son destetados notablemente más tarde, alrededor de los 9 meses).

Al igual que con otros mamíferos, los vampiros jóvenes se alimentan de la leche de su madre hasta que tienen la edad suficiente para consumir una dieta adulta, y no alcanzarán su peso adulto completo hasta aproximadamente cumplir un año de vida.

Estos murciélagos pueden vivir hasta 12 años en libertad, aunque se sabe que los ejemplares cautivos casi llegan a la edad de 20 años.