Mavi balina kopepodlar ve kril denilen küçük organizmalarla beslenir. Bir ağız dolusu su ve kril ile emilerek, balya kıl dişlerinden suyu süzerek yer.
Mavi balina, 150 ton ağırlığındaki gezegendeki en büyük memelidir. Öte yandan Krill, en büyüğü 6 inç'e ulaşabilmesine rağmen, genellikle bir inçten daha az bir oranda büyür. Mavi bir balinanın krillik diyetinde yaşaması için, günde yaklaşık 40 milyon krill'e eşdeğer günde 8,000 pound krill yemesi gerekir. Yeni doğmuş mavi balinalar, annelerinin sütünün ilk 18 aylık ömrü boyunca yaşarlar ve anneye günde yaklaşık 150 galon verilir.
Mavi bir balina, ağzı açıkken büyük miktarda krili ve suyu alarak krili bir okula dalmayı içeren filtre beslenerek yemek yiyor. Daha sonra ağzını kapatır. Balinanın dişleri, suyu filtrelemek için aralarında yeterli boşluk bulunan fırça kıllarından yapılmıştır. Dilini kullanarak suyu dışarı iter ve sonra krili yutar. Bazen, mavi balina balık veya kabuklular gibi diğer yiyecekleri de emer.