虎鲸的社会形态是母系，交配对象的选择比较复杂，不是由雄性的力量决定一切：例如鲸群的族长有时能活到80岁，在晚年也有交配的例子，她们选择交配的对象一般是鲸群内部年长的雄性。雌鲸选择对象的标准科学家并不清楚，很少观察到交配的现场，只知有母亲，不知父亲在哪。

鲸群内没有父子关系和父女关系，雄性的责任是出去寻找食物，然后引导鲸群集体猎杀，分工明确，没有地位的高低；而母女、母子关系则非常稳定，是一辈子的关系，一般不会离群。出现孤鲸的原因一般是受伤或迷路。当族群过大时，会“分家”，产生一个新的族群。

捕猎

有时虎鲸会采团体的方式打猎，它们利用从隆额（海豚科用来制造回音定位的部位，会将声音集中成一束）发出的超音波互相沟通和联系，并策画战术。它们也会合力将鱼群集中成一个大球，然后轮流钻入取食。猎捕海狗时，虎鲸会在满潮前观察直达海滩的裂缝沟渠，当满潮时沟渠会灌满水，并在沙滩上形成一片浅水域，此时虎鲸会沿着沟渠冲上海滩，并故意让自己搁浅，以趁机捕食海狗或海狮，有时一只虎鲸会露出大背鳍吸引海狗群的注意，这时另一只虎鲸就会悄悄的靠近捕杀海狗，当猎物脱逃时，另一只虎鲸就会冲上去接替捕食。类似地，虎鲸有时会将腹部朝上，一动不动地漂浮在海面上，很像一具死尸，而当乌贼、海鸟、海兽等接近它的时候，就突然翻过身来，张开大嘴把它们吃掉，有时也会用尾巴将猎物击昏，如海狮等，再进行捕食。

虎鲸的食物包括鱼类、其他鲸类、鳍足类、海獭类、鸟类、爬行类和头足类。在南极采集的虎鲸的362个胃中，217个含有鱼类，75个含有小须鲸的残余，35个含有鳍足类，35个含有头足类。

虎鲸专家对虎鲸行为进行了长达17年研究的英格里德维萨尔博士表示：“令人印象最深的策略就是施展空手道中的掌劈。虎鲸会利用尾巴将鲨鱼赶出水面，整个过程中甚至不用与鲨鱼发生身体接触。借助于尾巴产生的上升力，它们能够制造一个漩涡，将鲨鱼置于其移动时形成的水流之上。一旦猎物露出水面，虎鲸便转动身体同时将尾巴伸出水面，而后像施展空手道中的掌劈一样攻击鲨鱼。”

将鲨鱼劈晕之后，虎鲸会抓住鲨鱼并将其翻转过来。这显然是一项令人不敢相信的策略，说明虎鲸非常了解自己的对手。在被迅速翻转倒置之后，鲨鱼进入瘫痪状态，也就是所谓的“肌肉紧张性停滞”，从此任由虎鲸宰割。

来自新西兰诺斯岛图图卡卡的维萨尔表示：“虎鲸并不了解鲨鱼的生理学结构，但所表现出的行为确实说明，它们知道采取一项确定的行动之后会带来怎样的效果。你不必为了开车就去掌握汽车的工作原理，你所要了解的就是怎么做才能让车子行驶起来。同样地，虎鲸似乎知道一旦将鲨鱼翻转过来，它们便会丧失反击能力。虎鲸所做的就是利用自身的优势”。在虎鲸身上，科学家还观察到其它一些攻击手法，其中就包括“围捕”，即鲸群围住一条落单的鲨鱼而后展开正面进动，或者从下方悄悄逼近，趁其不备迅速偷袭鲨鱼下腹部。

维萨尔说：“通常情况下，虎鲸都会将鲨鱼翻转过来，此时的鲨鱼已经无力反击，一次成功的捕猎行为就此结束，最后要做的就是享用自己的劳动成果”。我们认为虎鲸并不会专门制定外出捕杀鲨鱼的计划。在海洋觅食并不是一件容易的事情。

1997年，生物学家拍摄到一只雌性大虎鲸猎杀了一只长约3米的中小型大白鲨，它的同伴随后将鲨鱼分尸并吞下。但此举并不常见，因虎鲸亦绝少袭击像大白鲨这样比较危险及难应付的生物。

威胁

野生虎鲸一般不会对人造成大的威胁，所造成的意外数字亦相比其他一些海洋捕猎者（如大白鲨）的较少。在很多传统文化里，它们均因不被人类真正地认识而被形容为性格凶猛的动物，但它们对人类的攻击性一般不是很大，亦只在受到威胁时才会变得具攻击性。曾有数宗攻击个案是由主题公园内人工饲养的虎鲸所造成。

天敌

虎鲸体型庞大且健壮并喜欢成群结队出没，故在海里甚少有天敌。人类的猎杀为虎鲸主要的威胁。有时，大白鲨亦会攻击落单或生病的虎鲸。

虎鲸的食物多样，由小型结群鱼类、鱿鱼，一直到大型须鲸与抹香鲸（SpermWhale）都有可能成为它们的猎物；其它如海豹等鳍脚类动物、海龟、海獭、海牛、儒艮（dugong）、鲨鱼、等，甚至还有鹿与麋鹿，似乎是趁它们游泳横渡水道时伺机捕食。各群似乎有自己偏好的食物种类，例如某些族群主要以鲑鱼、鲔鱼、或鲱鱼等鱼类为主要食物，某些群则会巡视鳍脚类的登陆地寻找猎物，或跟随迁徙中的鲸群，有如狼群追踪北美驯鹿的情景。虎鲸显然需要合作以袭击并制服大型猎物，但它们也会合力将鱼群集中成一个大球，然后轮流钻入取食。虎鲸也会偷吃延绳钓渔船上钩的鱼获，或吃食渔民丢弃的下杂鱼等。它们似乎会选择性的咬食须鲸的舌头。其猎物可能深受对虎鲸的恐惧所影响，当虎鲸出现时鳍脚类会逃往陆地或冰上，鲸豚则会游入浅水域或藏匿于浮冰的裂隙间。

虎鲸猎食的对象主要是各种海洋兽类，如海豚、海狮、海象等，有时也捕食乌贼和鳕鱼、鲆鱼、鲭鱼、沙丁鱼等各种海洋鱼类。虎鲸是凶猛的，海洋中的露脊鲸、长须鲸、座头鲸、灰鲸、蓝鲸等大型鲸类也都畏之如虎，一见到虎鲸就慌忙避开。

繁殖

虎鲸全年都可以交配，雌兽每3～5年生育一次，怀孕期为1年，每胎产1仔，哺乳期也需要1年左右，在出生后的1～2年内，幼仔在饥饿或者呼唤雌兽时，只能发出粗厉的声音。以后随着年龄的增长逐渐模仿成体的声音，改进和丰富自己的叫声，但由于虎鲸的语言复杂而多变，幼仔要完全掌握成体的“语言”，至少需要花上5年多的时间。

虎鲸为多配性的。在西北太平洋，多数在5～7月间进行交配。在东北太平洋，它们大多在10月至次年3月间产仔。雄性性成熟体长5.2～6.2米，雌性性成熟体长4.6～5.4米。雌性在11～16年间生产第一个可存活的仔鲸，在北太平洋记录的最小的新生仔鲸长2.28米。产仔间隔约5年。雌性约在40龄时停止产仔，其后生殖期平均约10年，可延长到30年以上。平均寿命估计达80～90年。雄性约在15龄达性成熟，平均寿命约29年，最大寿命约50～60年。