Судячи з будови зубів, харчувався удав виключно рибою.
Хоча спочатку вважалося, що титанобоа була верховним хижаком екосистеми (хижаком, що стоїть на вершині харчового ланцюжка) палеоцену, докази вказують на те, що ця тварина переважно харчувалася рибою, тобто була іхтіофагом, що незвичайно для удавів.
Харчується анаконда різними ссавцями, птахами та рептиліями, підстерігаючи їх біля води. Зазвичай вона ловить агуті, водоплавних птахів, ігуан та інших дрібних тварин. Рідше, більші особини здатні нападати на пекарі, капібар і кайманів, але такий великий видобуток не є частим компонентом дієти.
Якби титанобоа не вимерла, то сучасний харчовий ланцюжок у тваринному світі був б порушена, і деякі види зникли, будучи не в силах вижити в умовах, що склалися.