Los murciélagos vampiro utilizan la ecolocación, el sonido y el olfato para encontrar a su presa, que puede ser mucho más grande que este pequeño depredador, y es por esto que los murciélagos vampiro han evolucionado para tomar algunas precauciones al alimentarse.

En primer lugar, nunca aterrizan en su presa, son capaces de detectar las venas cerca de la superficie de la piel con precisión, gracias a su nariz sensible al calor. Usando su conjunto de dientes frontales afilados, el murciélago vampiro muerde a su huésped, inmediatamente saltando hacia atrás en caso de que el animal se despierte. Las sustancias químicas en la saliva del murciélago vampiro evitan que la sangre se coagule y adormecen el área de la piel alrededor de la picadura para evitar que el huésped sienta algo.

A pesar de ser un depredador único y versátil, el murciélago vampiro sigue siendo presa de otros animales, que pueden cazar al murciélago en el aire cuando sale a cazar por la noche. Las aves de presa grandes, como los halcones y las águilas, son los depredadores más comunes del murciélago vampiro, junto con las serpientes que los cazan en sus cavernas oscuras mientras duermen durante el día.