Không giống như các họ hàng là Pliosauroidea, các loài Plesiosauroidea (ngoại trừ Polycotylidae) có lẽ là những động vật bơi chậm.[6] Rất có thể là chúng bơi chậm dưới mặt nước, dùng cái cổ dài linh hoạt để di chuyển đầu tới vị trí để đớp những con cá mất cảnh giác hay các động vật chân đầu (Cephalopoda). Sự thích nghi với kiểu bơi bằng bốn chân bơi có thể tạo cho chúng khả năng thao diễn hiếm có, sao cho chúng có thể nhanh chóng xoay cơ thể như một sự trợ giúp trong việc bắt mồi.

Trái ngược với nhiều phục dựng về Plesiosauroidea, nói chung chúng không thể nhấc đầu và cái cổ dài lên trên mặt nước, trong tư thế "giống như thiên nga" mà người ta thường chỉ ra {Everhart, 2005}.[7] Ngay cả khi chúng có thể uốn cong cổ lên phía trên tới mức độ đó thì trọng lực sẽ đẩy nhẹ cơ thể chúng về phía trước và làm cho phần lớn của cái cổ nặng vẫn chìm trong nước.

Loạt phim truyền hình Walking with Dinosaurs (Đồng hành cùng khủng long) chỉ ra cảnh một loài Plesiosauroidea là Cryptoclidus lao lên cạn như một con hải sư.

Ngày 12/08/2011, các nhà nghiên cứu ở Hoa Kỳ đã mô tả một hóa thạch của một con plesiosaur đang mang thai tìm thấy tại một trang trại ở Kansas năm 1987.[8] Loài Plesiosauroidea này, Polycotylus latippinus, đã xác nhận rằng loài bò sát biển săn mồi này đẻ ra một con non to lớn - trái ngược với kiểu sinh sản của bò sát biển khác, thường là đẻ ra một lượng lớn các con non nhỏ. Trước nghiên cứu này, Plesiosauroidea đôi khi được miêu tả như là bò ra khỏi nước để đẻ trứng theo kiểu giống như rùa biển, nhưng các chuyên gia đã nghi vấn điều này từ lâu do giải phẫu của chúng không thích hợp với việc di chuyển trên cạn. Cá thể trưởng thành của loài plesiosauria này dài 4 m còn con non dài 1,5 m.[9]