Caza al
amanecer y al
anochecer, cuando la presa es más activa, pero en las ciudades también por la
noche; en particular durante períodos de migración es cuando la caza
nocturna se vuelve más frecuente. Algunas especies migratorias
nocturnas cazadas por los halcones peregrinos incluyen especies tan diversas como el cuclillo piquigualdo, el zampullín cuellinegro, el rascón de Virginia y la codorniz común. Para la caza requiere de espacios abiertos, por lo que a menudo lo hace sobre
lagos,
pantanos,
valles,
campos y tundra. Busca las presas desde una posición estática elevada o desde el aire. Una vez localizada la presa, comienza su ataque en picado, doblando hacia atrás la cola y las alas y con las patas pegadas al cuerpo. La presión atmosférica a los más de 300 km/h de velocidad que alcanza podría dañar los pulmones del ave, pero unos pequeños tubérculos óseos en las fosas nasales del halcón redirigen las ondas de choque del aire que entra en las fosas (como las tomas de aire y conos de entrada de los motores a reacción), permitiendo al ave respirar más fácilmente mientras realiza el picado reduciendo el cambio de presión atmosférica. Para proteger sus ojos, los halcones usan sus membranas nictitantes («terceros párpados») para limpiar las lágrimas y proteger los ojos manteniendo la visión. La presa es golpeada y capturada en el aire; golpea su presa con la garra apretada, atontándola o matándola y luego da la vuelta para capturarla en el aire. En el caso de que la presa fuera demasiado pesada para él, la deja caer a tierra. Despluma la presa antes de comérsela.