Dzięcioł zielony żywi się zbieranymi na ziemi owadami, głównie różnymi gatunkami mrówek i ich larwami. Zimą rozkopuje mrowiska nawet do 1 m głębokości. Wiosną i latem zbiera mrówki także z pni drzew. Podobną dietę preferuje też blisko spokrewniony krętogłów. Rzadziej pożywia się innymi bezkręgowcami np. chrząszczami, świerszczami, gąsienicami, a wyjątkowo mięsistymi owocami i nasionami. Dzięcioł zielony w zimie nie gardzi pszczołami, wydłubuje dziury w ulach i wyjada owady.