Mavi balinalar tüm dünyadaki okyanuslarda yaşıyor. Göç ediyorlar ve yaşamlarında farklı zamanlarda harika mesafeler kat ediyorlar. Mavi balinaların bulunduğu üç ana bölge Kuzey Atlantik, Kuzey Pasifik ve Güney yarım küredir.
Mavi balinalar dünyadaki her okyanusta bulunur ve yıl boyunca kutuplardan ekvator sularına kadar yüzerler. Kışın, ekvatorun yakınında, sıcak sularda mavi balinalar bulunur. Orada ürerler ve doğum yaparlar. Tropik alanların daha ılık suları, genç buzağıları çiftleşmek ve bakım yapmak için daha soğuk, kutupsal sulardan daha iyidir.
Yaz aylarında, mavi balinalar kutup bölgelerine uzun bir göç yolculuğu geçirir. Yıl içinde ekvator sularına geri dönüşleri için beslenirler ve hazırlanırlar. Göç gezileri ve genel olarak yaşamları aynı grup ya da çiftler halinde gerçekleştirilir, ancak bu dev memeliler genellikle yalnızdır.
Balinaların çoğu yaşadıkları bölgede daha sıcak veya daha soğuk su ararlar. Örneğin, Pasifik Okyanusu'ndaki mavi bir balina, göçü sırasında Pasifik'te kalacak.
Farklı mavi balina grupları dünyanın çeşitli yerlerinde bulunur. Cortez Denizi, St. Lawrence Körfezi, Hint Okyanusu ve Kaliforniya sahili dışındaki bölgelerde yaşayan balina grupları var. Bu popülasyonlar bu bölgelere özgüdür.