As fêmeas produzem apenas uma cria por gestação. Esta dura em torno de 10 a 11 meses e ocorre a cada dois ou três anos. Os filhotes, ao nascerem, apresentam entre sete e oito metros de comprimento e podem pesar cerca de 2500 kg. O período de amamentação desses dura cerca de oito meses.
A baleia-azul apresenta ampla distribuição, sendo encontrada, principalmente, em regiões pelágicas, geralmente abaixo dos 100 metros de profundidade. Elas habitam os mais diversos oceanos, sendo observada a existência de três subespécies em diferentes regiões: Balaenoptera musculus musculus, habitando no Hemisfério Norte; Balaenoptera musculus brevicauda, habitando as zonas subantárticas do Oceano Índico e Pacífico Sul Ocidental; Balaenoptera musculus intermedia, habitando regiões antárticas.
A baleia-azul apresenta um padrão de migração diversificado. É observado que no verão e início do outono, chamado de período de alimentação, alguns indivíduos migram para águas polares ou subpolares. No inverno e primavera, conhecido como o período reprodutivo, migram para áreas tropicais ou subtropicais.
Nesse processo, observa-se que alguns indivíduos fazem longas migrações para áreas de alimentação, enquanto outros fazem migrações em áreas mais limitadas. No entanto, observa-se também que alguns indivíduos permanecem durante todo o ano em áreas de maior produtividade.
Durante muitos anos, a caça à baleia-azul foi intensa, levando a espécie quase à extinção. Em 1966, a Comissão Baleeira Internacional (CIB) passou a proteger essa espécie, e sua caça foi cessada nos anos de 1970.
Entretanto, alguns problemas ainda afetam as populações de baleias-azuis, como a degradação de seu habitat; a pesca intensiva de sua maior presa, o Krill; as capturas acidentais; e as colisões com embarcações.
É imprescindível políticas públicas de preservação não apenas para essa espécie mas para o meio ambiente como um todo, de forma a preservar o maior número de espécies possíveis e o bem-estar de toda as populações.