I dati comportamentali conosciuti sono stati ricavati da incontri effimeri con i ROV; gli animali sono spesso danneggiati durante la cattura e sopravvivono per non più di due mesi circa in acquario. Un ambiente artificiale rende difficile l'osservazione affidabile del comportamento non difensivo.
Con i loro lunghi filamenti velari spiegati, i calamari vampiri sono stati osservati alla deriva nelle profonde e nere correnti oceaniche. Se i filamenti entrano in contatto con un'entità, o se le vibrazioni li colpiscono, gli animali indagano con rapidi movimenti acrobatici. Sono capaci di nuotare a velocità equivalenti a due lunghezze corporee al secondo, con un tempo di accelerazione di cinque secondi. Tuttavia, i loro muscoli deboli limitano notevolmente la resistenza.
A differenza dei loro parenti che vivono a profondità più ospitali, i cefalopodi di profondità non possono permettersi di spendere energia in voli prolungati. Dato il loro basso tasso metabolico e la bassa densità di prede a tali profondità, il calamaro vampiro deve utilizzare tattiche innovative per evitare i predatori al fine di risparmiare energia. I loro già citati "fuochi d'artificio" bioluminescenti sono combinati con il contorcersi di braccia incandescenti, movimenti erratici e traiettorie di fuga. Queste caratteristiche rendono difficile per un predatore avvicinarsi.
In una risposta di minaccia chiamata "zucca" o "postura dell'ananas", il calamaro vampiro inverte le braccia del mantello sul corpo, presentando una forma apparentemente più grande coperta di spine spaventose ma innocue (chiamate cirri). La parte inferiore del mantello è pesantemente pigmentata, mascherando la maggior parte dei fotofori del corpo. Le punte delle braccia incandescenti sono raggruppate insieme molto al di sopra della testa dell'animale, deviando l'attacco dalle aree critiche. Se un predatore dovesse mordere una punta del braccio, il calamaro vampiro può rigenerarla.
Copepodi, gamberi e cnidari sono stati segnalati come prede del calamaro vampiro. Poco altro si sa delle loro abitudini alimentari. Considerando il loro ambiente, è improbabile che siano schizzinosi riguardo al cibo. Il calamaro vampiro è stato trovato tra i contenuti dello stomaco di grandi pesci d'acqua profonda, balene di profondità e pinnipedi come i leoni marini.