中华鲟为肉食性鱼类，在长江中、上游江段生活的早期幼鱼以摇蚊幼虫、蜻蜓幼虫、蜉蝣幼虫及植物碎屑等为食；到了河口咸淡水域中的幼鱼则以虾类、蟹类及小鱼为食。《本草纲目》中对其食性的记载为：“其食也，张口接物，听其自入，食而不饮，蟹鱼都误食之。”实际上中华鲟是靠口膜的伸缩将食物吸入，食物对象多数是生活于泥表或陷藏在泥渣中的各类小型动物。

中华鲟从海洋进入江河的整个洄游和滞留期间，基本上不摄食。因此，中华鲟在淡水中的能量消耗和性腺发育所需的营养，依靠它在进入淡水前体内积累的大量脂肪等物质。因而，在淡水中，愈接近成熟的个体，身体就愈消瘦。