Sâu bướm chủ yếu ăn thực vật, nhưng một số loài ăn côn trùng. Sâu bướm quần áo gặm vải. Khi mới nở, nhiều loài sâu bướm ăn chính vỏ trứng của chúng. Một số loài sâu bướm là loài ăn thịt.
Nhiều loài bướm đẻ trứng trên một loại thực vật cụ thể. Một số loại cây này có chất độc được chuyển sang sâu bướm. Điều này cung cấp một số biện pháp bảo vệ khỏi những kẻ săn mồi. Ví dụ, bướm chúa đẻ trứng trên cây bông sữa.
Ấu trùng của một số loại bướm đêm Eupethecia là loài ăn thịt. Con sâu bướm giữ cơ thể của nó theo cách bắt chước một cành cây; nhưng khi một con côn trùng chạm vào nó, nó sẽ bắt lấy con côn trùng đó và tiêu thụ nó.
