霸王龙位于白垩纪晚期的食物链顶端，当时北美洲的各种恐龙基本上都可以成为它的捕猎对象，有时它们也会攻击像阿拉莫龙这样的长颈食草恐龙。
肿头龙由于体型较小一般不在霸王龙的食谱里。甲龙很少被霸王龙捕食。当时分布在北美的其他一些肉食恐龙例如矮暴龙等可能与霸王龙产生一些竞争，但却远不是霸王龙的对手。
在霸王龙发现地的附近，仍然有霸王龙时代的针叶植物和它的亲缘植物，当时的景物和佛罗里达州或乔治亚州南部相类似，这个区域有些小树，高约15～25米，树干直径不到0·3米。
在它生活的时代，现代的各科植物都已经出现了。且恐龙种类相比侏罗纪减少，所以霸王龙生活的环境并没有想象的奇特。
在白垩纪初期出现的开花植物，霸王龙生活的时期主宰着世界的生态系统，90%的叶片化石都是在北达科塔州发现的，在收集的3万多个叶片化石中，有90%的化石是属于阔叶植物。
