Бобр питается растительной пищей. Его кишечник превышает длину тела в 12 раз, имеет хорошо развитый слепой отдел и приспособлен к перевариванию грубых кормов. В пилорическом отделе желудка бобра имеется синусная железа, которая наряду с микроорганизмами способствует перевариванию древесины. В желудке образуется кислая среда, благодаря чему в зимний период значительная часть суточного рациона может составлять древесина. Железа начинает функционировать сразу же после перехода зверя на самостоятельное питание растительной пищей. Такая железа имеется еще у коалы и вомбата.
Количество поедаемых видов растений и качество пищи меняются в зависимости от местных условий и по сезонам года. Летом возрастает значение зеленых кормов, увеличивается число используемых видов. В рационе бобра из травянистых растений преобладают гидрофиты и гигрофиты, а из древесно-кустарниковых — мягкие породы, прежде всего осина, ива, тополь. Грызуном используется в пищу более 200 видов растений, в Воронежском заповеднике зарегистрировано поедание 152 видов, но список основных кормовых растений невелик.
Примерно с середины сентября бобры начинают питаться в основном корой и ветками лиственных деревьев и кустарников; в некоторых районах отмечено поедание коры и хвои сосны, кедра, ели, пихты; дополнительным кормом служат водные и прибрежные травы. Переход на питание корой в некоторой мере связан с повышением ее питательных свойств. После замерзания водоемов прибрежная травянистая растительность из рациона почти полностью исключается. Ранней весной звери питаются преимущественно корой и ветками. Позднее бобры переходят на питание листьями и молодыми побегами деревьев и кустарников, стеблями, цветками и другими частями водных и прибрежных травянистых видов. Эколого-биохимическая оценка кормов показала, что в сезон размножения наиболее биологически полноценны для речного бобра кора и побеги осины, а также зимующие пикули водных растений.
Максимумы суточной динамики биологической ценности естественных растительных кормов совпадают с максимумами пищевой активности бобра в природе, что может являться следствием эволюционно закрепленной адаптации циркадных ритмов активности диких животных к суточным колебаниям питательности их кормов.
Мощными резцами бобр подгрызает деревья на высоте 25-35 см (а зимой при наличии снега и выше) и валит их на землю или в воду. Пни имеют конусовидную форму среза. Нередко «рубит» толстые деревья диаметром в несколько десятков сантиметров. Например, в Германии обнаружен сваленный бобрами тополь диаметром около 2 м, в Брянской области находили поваленные дубы толщиной до 80 см (Фадеев, 1973). Поваленные деревья бобр разделывает на куски различной длины (примерно от 30 до 300 см). Эти «поленья», а также сучья он сплавляет по воде или переносит (в зубах) к своему жилью ил и к плотине, употребляя их в качестве строительного материала, а кору и ветки поедает. Иногда, не перегрызая дерево на куски, он использует съедобные части на месте.
Осенью бобры приступают к заготовке древесного корма — обрубков деревьев, веток, корневищ кубышки и других водных растений. Склад кормов находится возле жилища. В холодной воде в течение нескольких зимних месяцев корм сохраняет свои пищевые качества. Нередко склады очень большие; так, в Белоруссии находили склады лозы до 20 м, а в Красноярском крае в одном поселении обнаружено более 100 м3 (в рыхлой массе). Иногда к оставленным на берегу сваленным деревьям бобр проникает по подснежным тоннелям. При наличии кормов в достаточном количестве вблизи жилища запасов бобры не делают.
В конце осени рубка деревьев заметно усиливается. Например, в одном поселении Архангельской области двумя семьями с мая по октябрь было повалено 199 деревьев, из них на октябрь приходится 116, или 58%. У бобра развита капрофагия — поедание своего кала (обычно во время дневного отдыха).