Les rorquals bleus s'engagent dans un vaste processus de parade nuptiale qui aboutit à l'accouplement. Une femelle rorqual bleu s'accouple avec plusieurs partenaires, augmentant les chances de fécondation. Les mâles atteignent la maturité sexuelle entre cinq et dix ans, tandis que les femelles mettent bas tous les deux ou trois ans.
On ne sait pas grand-chose sur le processus d'accouplement des rorquals bleus, mais les scientifiques ont découvert des preuves indiquant que la menace de la chasse à la baleine a entraîné une diminution des intervalles entre les accouplements.
Un bébé rorqual bleu porte une gestation de 10 à 11 mois, et une femelle rorqual bleu ne donne naissance qu'à un seul baleineau à la fois. Les jumeaux, bien qu'ils en aient entendu parler, sont très rares. À la naissance, le veau pèse environ 4 tonnes et mesure environ un tiers de la longueur de sa mère. Il grandit en moyenne de 2,5 cm par jour et est complètement sevré à sept ou huit mois.
Un rorqual bleu adulte n'a pas de prédateur naturel, mais les petits sont vulnérables aux épaulards et autres grands prédateurs. Pour se protéger, les veaux voyagent en groupes de deux à trois, bien que les adultes voyagent en grands groupes jusqu'à 60 baleines. Un rorqual bleu peut sembler voyager seul, mais il a une voix puissante qui peut parcourir des centaines de kilomètres dans l'eau et lui permet de rester en contact avec le reste de son groupe.
