Le premier épisode a attiré 2,2 millions de téléspectateurs lors de sa première diffusion le 17 avril 2011 aux États-Unis155 et a totalisé 5,4 millions de téléspectateurs, rediffusions comprises (le dimanche et le lundi soir156). Le dernier épisode de la première saison, qui a été diffusé le 20 juin 2011, a rassemblé plus de 3 millions de téléspectateurs157. D’après HBO, la seconde saison du Trône de fer a obtenu une audience cumulée (incluant les revisionnages sur les sites à la demande de la chaîne) de 11,6 millions de spectateurs158. La troisième saison, après neuf épisodes diffusés, a obtenu une augmentation d’audience passant le chiffre cumulé à 13,6 millions de spectateurs, faisant de la saison la deuxième plus vue de toutes les séries HBO, après la cinquième saison de la série des Soprano avec 14,4 millions de spectateurs159. Avec la quatrième saison, la série devient la plus regardée de la chaine HBO puisque le nombre moyen de téléspectateurs pour cette saison a atteint 18,4 millions160.
Contrairement aux suppositions des journalistes américains au sujet du Trône de fer qui aurait une audience très majoritairement masculine, le centre de données Nielsen qui calcule aussi les audiences a indiqué en 2013 que la série est moins divisée par genre que beaucoup d’autres programmes comparables, avec 42 % d’audience féminine aux États-Unis161.