Polowanie na wieloryby błękitne jest zabronione przez Międzynarodową Komisję Wielorybniczą, a płetwal błękitny jest wymieniony jako zagrożony przez Czerwoną Listę Zagrożonych Gatunków IUCN oraz Ustawę o Gatunkach Zagrożonych USA od 2014 r. Inne działania związane z ochroną obejmują monitorowanie populacji za pomocą znaczników satelitarnych i obserwatorzy pokładowi.
Ze względu na swój rozmiar niebieskie wieloryby nie były celem ataków wielorybników aż do końca XIX wieku, kiedy wynaleziono karabin pokładowy na harpun. Od tego czasu do zakazu polowań na IWC w 1966 roku populacje płetwali spadły o 70 do 90 procent. Nielegalne polowania trwały do późnych lat siedemdziesiątych, ale od tamtej pory do 2014 r. Nie było komercyjnych polowań na płetwale, z wyjątkiem pojedynczych incydentów.
Oprócz polowań, płetwal błękitny napotyka na zagrożenia, takie jak uderzenia statków, uwikłanie w komercyjny sprzęt rybacki, hałas ze statków oceanicznych i degradacja siedlisk spowodowana zanieczyszczeniem i globalnym ociepleniem. Oznaczanie satelitarne pomaga badaczom w poznawaniu szlaków wielorybich w celu uniknięcia konfrontacji ze statkami i łowiskami. Obserwatorzy w obszarach szeroko pojętego rybołówstwa i ruchu statków pomagają uniknąć kolizji i splątania. Zastosowanie akustycznych sonarów pomaga odstraszać niebieskie wieloryby i inne ssaki morskie przed miejscami połowów. Obszary ciągłego monitorowania i badań obejmują degradację siedlisk poprzez zanieczyszczenia w obszarach populacji błękitnego wieloryba, takie jak obszar rzeki Świętego Wawrzyńca na Północnym Atlantyku oraz topnienie lodu antarktycznego z powodu globalnego ocieplenia.
