Predatie is een van de sterkste krachten die natuurlijke selectie gebruikt om de evolutie van de morfologie, fysiologie en het gedrag van een organisme te sturen. Tijdens deze co-evolutie heeft het feit dat de prooi ofwel wordt opgegeten door het roofdier ofwel ontsnapt, geleid tot een overvloed aan indrukwekkende verdedigingsstrategieën bij prooisoorten om de kans op ontsnapping te vergroten. Fluweelmieren vermijden predatie met behulp van de volgende verdedigingsmechanismen; een giftige angel (als het vrouwtje is), aposematische kleuring, een stridulerend orgaan in hun achterlijf, een alarmafscheiding uit hun mandibulaire klier, en een duurzaam exoskelet.
Het gif dat fluweelmieren via hun angel injecteren heeft een onbekende samenstelling. Volgens een onderzoeker overtrof de pijnlijkheid van de angel van Dasymutilla klugii 58 andere geteste soorten stekende insecten; de enige soorten die deze onderzoeker als pijnlijker beoordeelde waren de Paraponera clavata (kogelmier), Synoeca septentrionalis (krijgerswesp), Pepsis spp. en Hemipepsis spp. (tarantula hawks). In een experimentele setting vielen slechts twee hagedissoorten (een zweepstaarthagedis en een zijvlekkerhagedis) een fluweelmier aan waaraan ze waren blootgesteld. In beide gevallen vertoonden de fluweelmieren snelle zijwaartse en verticale bewegingen om een aanval af te weren. Zodra de aanval plaatsvond, staken de fluweelmieren de hagedissen onmiddellijk. Deze steek resulteerde in beide gevallen in het laten vallen van de mieren en vermijding voor de rest van de proef. De zijvlekkerige hagedis werd 24 uur later dood in zijn tank gevonden. De zijdehagedis is een natuurlijke predator van fluweelmieren, terwijl de zweepstaart dat niet is. Om de aposematische kleuring bij vogels te testen, werden meelwormen geverfd om op een fluweelmier te lijken. Tijdens deze proeven werd geen van de geverfde meelwormen opgegeten, terwijl alle controle meelwormen onmiddellijk werden opgegeten. De geverfde meelwormen werden wel door de vogels aangevallen, maar de vogels staakten de aanval onmiddellijk. Deze experimenten leveren het bewijs dat de aposematische kleur van fluweelmieren hun predatoren doet aarzelen, fungerend als een visueel verdedigingsmechanisme.
De aposematische kleur van fluweelmieren komt vaak overeen met een specifieke Mülleriaanse mimicry ring bestaande uit tientallen soorten. Dit biedt bescherming omdat veel roofdieren hebben geleerd prooien met deze zelfde kleuring te mijden. Amerikaanse Mutillidae hebben acht uitgebreide en verschillende mimicry ringen die samen een van de grootste Müllerian mimicry complexen op de planeet vormen.
Het stridulatory orgaan dat fluweelmieren bezitten produceert een hoorbaar gepiep wanneer het achterlijf wordt samengetrokken. Dit mechanisme is een auditieve waarschuwing voor roofdieren die op het punt staan aan te vallen om weg te blijven. Bij spitsmuizen begon elke keer dat ze binnen 1 meter van een fluweelmier kwamen, de fluweelmier te striduleren. Het striduleren werd frequenter naarmate de predator dichter bij de fluweelmier kwam, en de spitsmuis probeerde nooit de fluweelmier aan te vallen. Verschillende scenario’s met spitsmuizen hebben echter aangetoond dat de fluweelmier ook begon te striduleren nadat de spitsmuis hem had aangevallen. Elke keer dat dit gebeurde liet de spitsmuis de wesp vallen.
Het exoskelet van de fluweelmier is opmerkelijk sterk. In vergelijking met het exoskelet van een honingbij, vergde dat van de fluweelmier 11 keer meer kracht om te verpletteren met behulp van een krachtopnemer. Het exoskelet is niet alleen duurzaam, het is ook rond, waardoor het voor roofdieren moeilijker is het te doorboren bij pogingen tot steken of bijten. Tijdens alle proeven die leidden tot de breuk van het exoskelet van een fluweelmier, resulteerde dit in totaal 4 keer in de dood van die fluweelmier binnen 24 uur. Naast bescherming tegen roofdieren, heeft het exoskelet ook een functie in het handhaven van vochtbeheersing.