Les rorquals bleus sont des animaux océaniques et ont été observés dans tous les océans. Dans l'hémisphère nord, des populations distinctes existent près de l'Islande, de la Californie et dans la région entre Terre-Neuve et le Groenland. Dans l'hémisphère sud, les baleines sont souvent observées dans l'Antarctique et près de l'Australie et de la Nouvelle-Zélande.
Les rorquals bleus sont les plus grands mammifères vivants. Leur nombre a été considérablement réduit par la chasse à la baleine et la chasse au rorqual bleu a été interdite par la Commission baleinière internationale en 1966. Les experts estiment la population actuelle entre 5 000 et 12 000 individus. La plus grande population de rorquals bleus vit au large de la côte californienne et compterait environ 2 800 individus.