wodorosty natomiast są czasami przypadkowo spożywane. Według IUCN głównym składnikiem pożywienia są meduzy, rurkopławy i salpy, natomiast Eckert & Grobois w pracy z 2001 wymieniają również sprzągle z rzędu Pyrosomida. Dieta młodych nie została poznana, ale prawdopodobnie przypomina tą opisywaną u osobników dorosłych. Na Trynidadzie i Tobago rybacy na północnym wybrzeżu podawali, że widywali żółwie skórzaste w bliskim sąsiedztwie meduz, co sugeruje odżywianie się tych gadów w okresie rozrodczym. Niektórzy twierdzą natomiast, że ciężarne osobniki nie odżywiają się w pobliżu obszarów gniazdowania, a zachowują energię potrzebną na rozród. Eckert wspomina także, że jedna samica koczowała w odległości 30 km od brzegu, prawdopodobnie dlatego, że meduzy w tamtym rejonie były powszechnie dostępnymi zdobyczami.
Podobnie jak na innych żółwiach morskich, na żółwiu skórzastym w regionie południowo-zachodniego Oceanu Atlantyckiego osiadają ryby z gatunków Echeneis naucrates oraz Remora remora – zachowanie to było interpretowane jako przykład forezji i uchodzi ono za rzadkie w tym rejonie oceanu. W Zatoce Korynckiej żółwiowi skórzastemu (który był tam obserwowany w 2015 roku) towarzyszyło 12 przynawków retmanów (inaczej ryba-pilot; Naucrates ductor), a w bliskim sąsiedztwie zaobserwowano również meduzy Cotylorhiza tuberculata.