A kék bálna szinte kizárólag lebegő világítórákokat, úgynevezett krilleket fogyaszt, azonban néha evezőlábú rákokkal ( is táplálkozik.A kifejlett kék bálna naponta 40 millió krillt fogyaszthat,ez körülbelül 3,6 tonna táplálékot jelent.Nappal körülbelül 100 méteres mélységekben vadászik. Krillvadászat közben a kék bálna véletlenül kisebb halakat, egyéb rákokat és kalmárokat is lenyelhet.. A felnőtt állatnak naponta körülbelül 1,5 millió kilokalória kell ahhoz, hogy életben maradhasson.