Niebieski wieloryb odżywia się drobnymi organizmami zwanymi widłonogami i krylem. Zjada się, ssąc wodę i kryl, a następnie odfiltrowując wodę przez zęby szczeciniastej beli.
Niebieski wieloryb jest największym ssakiem na świecie, ważącym 150 ton. Z drugiej strony, Kryl rośnie zwykle do mniej niż jednego cala, chociaż największy może osiągnąć 6 cali. Aby żywy błękitnego wieloryba żył na diecie kryla, musi on spożywać do 8000 funtów kryla dziennie, co stanowi około 40 milionów kryla osobnika. Nowonarodzone niebieskie wieloryby żyją w mleku matki przez pierwsze 18 miesięcy życia, a matka dostarcza prawie 150 galonów dziennie.
Niebieski wieloryb je przez karmienie filtrem, co obejmuje nurkowanie w szkole kryla z otwartymi ustami i przyjmowanie dużej ilości kryla i wody. Następnie zamyka usta. Zęby wieloryba wykonane są ze szczotkopodobnych szczecin, w których znajduje się wystarczająco dużo miejsca, aby odfiltrować wodę. Wypycha wodę za pomocą języka, a następnie połyka kryla. Czasami płetwal błękitny również zasysa inne pokarmy, takie jak ryby lub skorupiaki.
