Wieloryby niebieskie mają zasięg ogólnoświatowy i można je znaleźć we wszystkich oceanach świata. Podróżują intensywnie, żywiąc się mocno w chłodnych wodach i wędrując do ciepłych wód, aby hodować i rodzić.
Błękitne wieloryby zostały wyeliminowane z półkuli południowej podczas dni nieograniczonego polowania, ale od 2014 roku można je znaleźć w każdym oceanie, choć w znacznie mniejszej liczbie. Tereny w pobliżu byłych terenów łowieckich, takich jak u wybrzeży Japonii, pozostają pozbawione wielorybów. Obecnie populacje są albo stabilne, albo, w przypadku wielorybów znalezionych w Islandii i północnej Kalifornii, powoli rosną. Ocean Indyjski jest domem dla podgatunku znanego jako karłowaty wieloryb błotny.
