健康的成年蓝鲸由于巨大的体型，几乎不受掠食者威胁，但年轻和生病的蓝鲸则可能会受到虎鲸和鲨鱼的捕食，其中虎鲸的威胁比鲨鱼大得多。
关于虎鲸对蓝鲸的掠食，引用最多也最经典的例子是发生于年墨西哥下加利福利亚的一次攻击事件，该事件总共涉及30只虎鲸，它们花了五个半小时对一只18-20米的年轻蓝鲸进行了反复的攻击。在撕扯掉蓝鲸吻部、身侧及背部的部分皮肤、脂肪和肌肉后，虎鲸群停止攻击并全部离开，由于此时天色已晚，观察员无法继续进行观测，最终无法确定这只蓝鲸是否幸存下来，也不知道虎鲸有没有返回展开进一步的袭击。但无论如何，这个无可置疑的目击记录证明了30只虎鲸的团队攻击足以重伤一头亚成年蓝鲸。
对虎鲸来说，相比体型已经颇成气候的亚成年蓝鲸，那种刚出生不久的幼崽（蓝鲸出生时6-7米）无疑好对付的多。尼加拉瓜以西公里的热带太平洋东部，一群虎鲸杀死了一只6米长的幼年蓝鲸。由于虎鲸在热带地区的出没频率远低于高纬度地区，这次捕食事件是非常罕见的。该地区可能是蓝鲸的产仔地，包括蓝鲸在内的许多大型须鲸喜欢迁徙到低纬度的热带地区进行交配和生育，这可能是由于热带的虎鲸更少，初生的小鲸能够更加安全地茁壮成长。不过，任何情况都不是绝对的，这个事例证明了在热带产仔也难以杜绝被虎鲸掠食的可能。
但总的来说，蓝鲸和其它须鲸的这一习性还是尽可能避开了与虎鲸遭遇的几率，客观上增加了幼年鲸鱼的存活率。此外，在南澳大利亚，也有目击到一对蓝鲸母子正在全速逃离一群虎鲸（数量为11只），攻击的目标肯定是小鲸，但过程和结果都不清楚。
有文章说，年出版的一本航海行记里讲述了南极地区5只虎鲸捕食成年蓝鲸的见闻。本人了解了下，该书的作者是一名冒险家、海员和作家，写书时大概二十出头，做过几年水手，不具备动物专业方面的知识素养。我接着又翻阅了原文，发现原文并未提及蓝鲸已经成年，另外，那只蓝鲸面对虎鲸的攻击，基本没有挣扎和反抗，求生意识甚至远远不如之前提到的被30只虎鲸攻击的亚成年蓝鲸，所以，这很可能不是一只很大的蓝鲸，或者已经生病。由于这个记录的年代很早，目击人没有动物专业背景，这样的记录理应被归类于可靠性较低的轶事记录，和本文提到的那些现代科考记录无法相提并论。
除了目击，我们还可以通过蓝鲸身上带有的虎鲸咬痕来了解虎鲸对蓝鲸的攻击频次。而各个地区的统计结果是大相径庭的。比如说，加拿大东南部的圣劳伦斯湾常有蓝鲸和虎鲸出没，但这里的蓝鲸身上罕见虎鲸的咬痕，也从未有虎鲸攻击蓝鲸的事件被报道过。
而位于大陆另一端的加利福利亚湾，也就是墨西哥下加利福利亚半岛和大陆之间的海湾，在此地被目击到的蓝鲸至少有25%的个体带有虎鲸的咬痕。这表明，该区域虎鲸对蓝鲸的攻击更为普遍。这不难理解，每年冬季加利福利亚湾会聚集不少带仔雌性蓝鲸，年幼的蓝鲸是很适合的攻击目标。
在澳大利亚东南部，观测到的27只蓝鲸，只有一只（3.7%）显示其左胸鳍尖端被虎鲸咬掉，这里的攻击似乎也是罕见的。西澳大利亚，蓝鲸体型较小的亚种——侏儒蓝鲸，可能因为体型关系，被虎鲸攻击的频次更高些。在露出尾巴的19只侏儒蓝鲸中，8只（42.1%）显示尾鳍下侧带有虎鲸的咬痕，79只露出身体左侧的个体有13只（16.5%）带伤，84只露出右侧的个体则只有7只（8.3%）显示咬痕。可以看出，越多的采样则带伤比例越低，如果只看尾鳍的话，那显然会高估攻击的频率。
在位于热带的斯里兰卡水域，除了目击到一只被虎鲸伤的不轻的蓝鲸之外，在斯里兰卡蓝鲸研究项目收录的只蓝鲸中没有一只带有虎鲸咬痕，另一个蓝鲸研究组织记录的81只蓝鲸中倒是有2只身带类似的伤痕。虽不清楚这两个目录有多少重合，但有一点能够确定，斯里兰卡蓝鲸面临的捕食压力显然是很低的。这样的结果倒也不算奇怪，毕竟虎鲸在热带水域的种群密度是较低的。
此外，生病的蓝鲸也可能会成为鲨鱼攻击的目标。年12月末-年1月，一只17.4米的未成年雄性蓝鲸来到新卡多尼亚南部的海湾休息，观察显示它生了病，健康状况在下降，两只2.8米的牛鲨发现并袭击了它，它们攻击了鲸鱼的喉部和尾部，导致后者大量出血并死亡。过了8小时，蓝鲸沉到海底，36小时后，鲸尸浮肿并重新浮出水面，专家得以检查它的性别并测量其长度。这只鲸鱼并未被浪费，它散发出的气味前前后后总共吸引了多达46只虎鲨前来进食，而杀死它的两只牛鲨，则再也没有出现过，这可能是因为虎鲨将鲸尸周围视作自己的领地，并显示出对其它物种的强烈排斥，比如同域栖息的牛鲨。
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