Les requins-baleines vivent dans toutes les mers tropicales ou tempérées chaudes. En général, les requins-baleines ne vivent pas plus au sud que l'Amérique du Sud et pas plus au nord que les États-Unis. Ils préfèrent les eaux plus chaudes près de l'équateur.
Les requins-baleines préfèrent également souvent rester à l'écart des rivages et filtrer les aliments en pleine mer. Des groupes d'entre eux suivent parfois des sources de nourriture le long de certaines côtes. Des requins-baleines ont été aperçus au large des côtes de New York, ainsi que près du centre du Brésil et dans toutes les Caraïbes. Il y a des requins baleines en mer Rouge et dans le golfe Persique. Les gens ont repéré les requins du Japon à l'Australie ainsi que près d'Hawaï. Les eaux qui s'étendent de la Californie au Chili contiennent également des requins baleines. Selon Fish Base, le requin baleine est le plus gros poisson du monde. Le requin est inoffensif pour l'homme. Les requins s'attardent parfois près des eaux peu profondes, notamment à l'embouchure des rivières et près des estuaires, pour se nourrir de plancton et de crevettes en fleurs. Les requins baleines se nourrissent aussi parfois de petits poissons, de calmars et de crustacés. Les requins-baleines se nourrissent souvent à la verticale, la tête près de la surface de l'eau. Les requins-baleines sont appréciés en Chine pour les médicaments homéopathiques.