蓝鲸主要是以磷虾、浮游动物、小型鱼类、鱿鱼等生物为食。蓝鲸所吃的如此浮游动物因海域地区不一样而属不一样的种群。在北大西洋，北方磷虾是蓝鲸的首要食品。而在南极，南极磷虾是蓝鲸的首要食品。蓝鲸一般捕捉它能寻找到的最密集型的磷虾群，这代表着蓝鲸大白天须要在深水（超出一百米）寻食，夜里才可以到海面寻食。蓝鲸捕捉的过程中一回吞进大群的磷虾，与此同时吞进很多的海水。之后压挤腹部和舌头，将海水经鲸须板挤出来。当嘴中海水排出来干净后，蓝鲸吞掉剩余的不可以通过鲸须板的磷虾。

蓝鲸的胃分为4个，第一个胃为食管部位膨大而转变成的，因此胃口非常大，一回能够吞下磷虾约200万只，每日要吞掉四千～八千Kg，要是肚子里的食品低于两千Kg，就会有饥饿感的感觉。正是因为每日吃这般充实的食品，并且生活在水里并没有支撑身体重量的局限，因此蓝鲸才可以发育得如此巨大。蓝鲸虽说生活在大海中，但也同其余哺乳类动物相同，用肺完成呼吸，肺的重量达一千多千克，能容下一千多公升的气体。如此大的肺容积，使它呼吸的频次大大减少，大概间隔10-15分钟才露出海面呼吸一回。